Celem pomiarów jest wykazywanie, że:

*podstawowym kierunkiem zwiększenia efektywności rozdziału energii elektrycznej jest minimalizowanie ujemnych oddziaływań odbiorców na wspólną sieć zasilającą.

*ujemne oddziaływanie odbiorów na jakość napięcia sieci dystrybucyjnych jest wynikiem generowania przez odbiory m.in. harmonicznych i zależy od poziomu mocy, zmienności obciążeń, konfiguracji sieci i sprzężeń elektromagnetycznych.

*występujące przekroczenia dopuszczalnych poziomów wprowadzanych zakłóceń do sieci dystrybucyjnej są względnie duże i mogą wpływać w sposób istotny na prawidłowe działanie urządzeń w określonym środowisku elektromagnetycznym

Jakość zasilania dotyczy

* jakość dostarczanej energii elektrycznej (Power Quality - PQ, JEE)

*niezawodność odwołującej się do ciągłości zasilania

*szybkiego przywracania usług energetycznych po awariach systemowych

Sygnały wejściowe: analogowe, dwustanowe, cyfrowe telełączy, cyfrowe np. z klawiaturu -> zespoły mikroprocesorowych sterowników obiektowych ->cewki łączników, zaczepy trafo, nastawy automatyki, pomiary i monitorowanie, łącza transmisji danych i sterowania.

PROBLEMY z :

*kompensacją mocy biernej,

*wymiarowaniem kabli, transformatorów,

*rozruchami silników,

* zbędnym działaniem zabezpieczeń przy prądach poniżej nastawionych wartości,

*zawieszeniem systemów komputerowych

*zakłóceniami w pracy układów sterowania i transmisji,

*pracą sterowników pieców grzewczych, odpadaniem styczników, gaśnięciem palników, zatrzymywaniem taśm produkcyjnych

*odbiorem programów telewizji satelitarnej itp.,

PRZYCZYNY PRZERW W PROCESACH TECHNOLOGICZNYCH (wielka Brytania) przedstawiają się następująco:

54%- przestoje nieplanowane, również mogły być wywołane harmonicznymi,

29%- zapady napięcia ( prawdopodobnie udział większy )

9%- harmoniczne

2%- przebiegi przejściowe

ZMIANY W URZĄDZENIACH ELEKTRONICZNYCH POWODUJĄ:

Zmniejszenie:

*rozmiarów urządzenia, kosztów eksploatacji, mocy pobieranej przez urządzenia elektroniczne, odporności na zakłócenia

Zwiększenie:

*czułości wejść pomiarowych, dokładność pomiarów niezawodności

Problemy z JEE w USA:

50-80%- dotyczy rozwiązań sieciowych, instalacji odbiorów i uziemień,

90%- blokad komputerów lub przekłamań wynika z niewłaściwych instalacji oraz przebiegów przejściowych.

Gdy udziały odbiorników nieliniowych w obciążeniach budynków > 25%- występują problemy JEE

Średnie koszty przestojów przy złej JEE

*dla 45% użytkowników: 2-26 tys. USD

*koszty niedostarczonej energii ok. 20 USD/kWh,

*utrata danych ok. 22%

*wykonywania dobrej instalacji, odpornej na zakłócenia, z wydzielonymi dedykowanymi obwodami, mogą dochodzić do 1% wartości budynków

Typowe Źródła Zakłócające:

Zasilacze komputerów, kas fiskalnych, faksów, kserokopiarek, sterowników przemysłowych

Oświetlenie biurowców, banków, ulic, TV

Regulatory mocy naświetlarki

*Napędy tyrystorowe, falowniki, przemienniki, częstotliwości, stację prostownikowe, systemy wentylacyjne i klimatyzacje

*Piece łukowe, spawarki, regulatory mocy, silniki asynchroniczne średniej i dużej mocy, urządzenia rentgenowskie, piły elektryczne,

*Urządzenia ubijające, młoty elektryczne, pompy tłoczące, dźwigi i maszyny wyciągowe,

Istotnymi zakłóceniami sieciowymi są:

Odkształcenia i wahania napięcia (THD_dop<8%), (P_LTdop<1,0)

Uskoki(zapady) napięcia (1%<U<90%U_n , t_trwania~10-600ms-3s-1min)

Krótkotrwałe wzrosty napięcia (U>110%U_n, t_trwania~600ms-3s-1min)

Długotrwałe obniżenia i wzrosty napięcia (t_trwania>1min; typowe wartości

U_min=0,8-0,9 jw., U_max= 1,1-1,2 jw.)

Krótkie i długie przerwy w zasilaniu (U<1%Un, T_kr<3min, T_dł>3min)

Przepięcia impulsowe ( zbocza t_narastania ~5ns -0,1ms; t_trwania ~50 ns-1ms)

Przecięcia oscylacyjne (f_osc ~5 kHz-5MHz, t_trwania~5μs-50ms, amplitudy 0-4-8jw.)

Asymetria napięć (U_2%dop=(U2/U1))*100%<2%

Załamanie napięcia (szer.[⁰el.], głębokość [%U_max], typ. 5-15⁰el^*(30-70))

Rodzaje sprzężeń:

-elektrostatyczne : - przez pojemności:

a) Cp między uzwojeniami pierwotnymi i wtórnymi przekładników prądowych lub napięciowych

b) Cw między przewodami pierwotnymi i wtórnymi

-elektromagnetyczne: - przez indukcyjną wzajemną M między przewodami pierwotnymi i wtórnymi

-galwaniczne: - potencjał ziemi w nastawni (i*Ru1) różni się od potencjału ziemi w rozdzielni (ik*Ru)

Skutek:

-napięcia zakłócające a) asymetryczne Uz ( wspólne, doziemne)

b) różnicowe Ur (symetryczne)

- składowe oscylacyjne w napięciach prądach o f=20kHz - 4 MHz , t=ok. 1-5 ms.

Podstawowe definicje:

Kompatybilność elektromagnetyczna[EMC]:zdolność urządzenia lub systemów do zadowalającego działania w określonym środowisku elektromagnetycznym, równocześnie bez wprowadzania do tego środowiska niedopuszczalnych zaburzeń.

Poziom kompatybilności elektromagnetycznej: określony, przewidywany maksymalny poziom zaburzenia elektromagnetycznego, przekraczany z niewielkim prawdopodobieństwem, który może oddziaływać na urządzenie lub system pracujący w określonych warunkach.

Wrażliwość elektromagnetyczna: niezdolność do działania bez obniżenia jakości w obecności zaburzenia elektromagnetycznego.

Poziom odporności elektromagnetycznej: maksymalny poziom określonego zaburzenia elektromagnetycznego, oddziaływującego na urządzenie, zestaw urządzeń lub system, przy którym jest ono jeszcze zdolne do pracy z wymaganą jakością.

Wadliwe działanie: utrata zdolności sprzętu do spełniania zamierzonych funkcji lub wykonywanie niezamierzonych funkcji przez ten sprzęt.

Współczynnik szczytu: stosunek wartości maksymalnej do wartości skutecznej badanego przebiegu. Jakiekolwiek odchylenie od 1,414 reprezentuje przebieg odkształcony. Ta technika szacowania jest ograniczona, ponieważ nie rozważa się częstotliwości harmonicznych.

Ks=U_max/U_sk

Wspólny punkt połączenia z publiczną siecią zasilającą [PCC]: punkt w sieci zasilającej, do którego rozpatrywany system lub odbiorca ma być przyłączony i w którym ma być rozpatrywana kompatybilność elektromagnetyczna.

Subharmoniczne i interharmoniczne: składowe których częstotliwość jest mniejsza od składowej podstawowej lub nie są jej całkowitymi wielokrotnościami.

Współczynnik indywidualnej harmonicznej napięcia: stosunek wartości skutecznej harmonicznej napięcia rzędu k≥2 do wartości skutecznej harmonicznej podstawowej.

iTHDu=U_k/U₁

Całkowite odkształcenie napięcia: stosunek wartości skutecznej wyższych harmonicznych i interharmonicznych badanego przebiegu napięcia do wartości skutecznej harmonicznej podstawowej.

Przy małym udziale interharmonicznych, THD jest stosunkiem wartości skutecznej wyższych harmonicznych badanego przebiegu napięcia do wartości skutecznej harmonicznej podstawowej.

k- rząd harmonicznych

Asymetria napięć: stosunek składowych symetrycznych kolejności przeciwnej do zgodnej napięcia . W normalnych warunkach, ciągu tygodnia 95 % pomiarów nie powinno przekraczać U_2%=(U₂/U₁)*100%<2%

Wahania napięcia: seria zmian wartości skutecznej lub obwiedni przebiegu czasowego napięcia. Norma określa wartość graniczną P_lt, w cyklu tygodniowym, która nie powinna być przekroczona w czasie 95% okresu pomiarowego. Wymagany wskaźnik długookresowy migotania P_lt=1

P_lt- wskaźnik długookresowego migotania 2godz.

P_st-wskaźnik krótkookresowego migotania w ciągu 10 minut

Przekładniki prądowe:

- elektroenergetyce do celów pomiarowych i zabezpieczeniowych niezbędna jest znajomość wartości prądu w wielu miejscach układu elektroenergetycznego. W obwodach roboczych wartość tego prądu jest na tyle duża że niemożliwe jest wykonanie bezpośrednich pomiarów. Wykorzystuje się przekładniki prądowe, które transformują w stałym stosunku prąd pierwotny na prąd wtórny

-prąd wtórny jest proporcjonalny prądu pierwotnego, ale jego wartość jest na tyle mała, że można ją zmierzyć dostępnymi przyrządami pomiarowymi

- obwody pierwotny i wtórny są od siebie oddzielone galwanicznie co umożliwia bezpieczne i zdalne pomiary

Rodzaje:

W zależności od przeznaczenia i miejsca zainstalowania rozróżnia się następujące grupy przekładników:

-przekładniki prądowe pomiarowe zasilające mierniki i liczniki

- przekładniki prądowe zabezpieczeniowe zasilające przekaźniki i wyzwalacze

Budowa:

-podstawowym elementem przekładnika prądowego indukcyjnego jest rdzeń z materiału ferromagnetycznego

-na rdzeniu umieszczone są uzwojenia pierwotne i wtórne

- przekładniki wykonuje się jako wnętrzowe i napowietrzne. W rozdzielniach spotyka się przekładniki prądowe przepustowe

- w tego typach przekładników na szynę roboczą nałożony jest rdzeń z uzwojeniem pierwotnym

- ze względu na rodzaj izolacji izolatory można podzielić na suche i olejowe. Jako izolację suchą wykorzystuje się porcelanę, żywice syntetyczne, natomiast izolację olejową stanowi papier nasycony olejem transformatorowym.

Praca przekładnika przy otwartym obwodzie wtórnym:

-normalną pracą przekładnika prądowego jest stan zbliżony do stanu zwarcia

-jeżeli podczas normalnej pracy zostanie otwarty obwód wtórny, to prąd pierwotny staje się prądem jałowym powodując znaczne nasycenie magnetyczne rdzenia.

- grozi to porażeniem obsługi oraz uszkodzeniem izolacji międzyuzwojeniowej i międzyzaciskowej uzwojenia wtórnego.

-Wynika z tego, że praca przekładnika przy otwartym uzwojeniu wtórnym jest niedopuszczalna.

Ważne

*uzwojenia wtórnego przekładników prądowych nie można przerywać ponieważ w takim przypadku w rdzeniu pojawi się bardzo duży strumień magnetyczny, który spowoduje zaindukowanie się w uzwojeniu wtórnym bardzo dużego napięcia.

*w czasie wykonywania przełączeń i manipulacji należy zawrzeć zaciski wyjściowe.

Przekładnik- przetwornik przeznaczony do zasilania przyrządów pomiarowych, mierników, przekaźników i innych podobnych aparatów.

Przekładnik prądowy- przekładnik, w którym prąd wtórny, w normalnych warunkach pracy, jest praktycznie pro-porcjonalny do prądu pierwotnego, a jego faza różni się od fazy prądu pierwotnego o kąt, który jest bliski zeru w przypadku odpowiedniego połączenia.

Uzwojenie pierwotne- uzwojenie, przez które płynie prąd transformowany.

Uzwojenie wtórne- uzwojenie, które zasila obwody prądowe przyrządów pomiarowych mierników, przekaźników lub podobnych aparatów

Obwód wtórny- obwód zewnętrzny zasilany przez uzwojenie wtórne przekładnika

Przekładnia rzeczywista- stosunek rzeczywistego prądu pierwotnego do rzeczywistego prądu wtórnego.

Klasa dokładności- oznaczenie związane dopuszczalnymi błędami przekaźnika prądowego w określonych warunkach pracy.

Obciążenie- impedancja obwodu wtórnego, wyrażona w omach, przy określonym współczynniku mocy. Obciążenie jest zwykle wyrażone jako moc pozorna w woltoamperach, pobierana przy określonym współczynniku mocy i przy znamionowym prądzie wtórnym.

Moc znamionowa- wartość mocy pozornej (w woltoamperach, pobierana przy określonym współczynniku mocy),którą przekładnik jest zdolny zasilać obwód wtórny przy znamionowym prądzie wtórnym i obciążeniu znamionowym.

Najwyższe dopuszczalne napięcie urządzenia- największa skuteczna wartość napięcia międzyprzewodowego, dla którego przekładnik jest przeznaczony ze względu na jego izolację

Znamionowy poziom izolacji- kombinacja wartości napięć, które charakteryzują izolację, przekładnika pod względem jego wytrzymałości dielektrycznej.

Przekładnik prądowy pomiarów- przekładnik prądowy przeznaczony do zasilania przyrządów wskazujących, liczników i podobnych aparatów

Znamionowy prąd pierwotny bezpieczny przyrządu (ILP)- wartośc skuteczna minimalnego prądu pierwotnego, przy którym błąd całkowity przekładnika prądowego do pomiarów jest równy lub większy niż 10% przy obciążeniu znamionowym.

UWAGA : zaleca się, aby błąd całkowity był większy niż 10% aby aparaty zasilane przez przekładniki były zabezpieczone przed znacznymi prądami a przypadku zwarć w sieci

Współczynnik bezpieczeństwa przyrządu (FS)- stosunek znamionowego prądu pierwotnego bezpieczeństwa przy-rządu do znamionowego prądu pierwotnego.

UWAGA: w przypadku przepływu przez uzwojenie pierwotne przekładnika prądu zwarciowego sieci, bezpieczeństwo aparatu zasilanego przez ten przekładnik jest największe, gdy wartość współczynnika bezpieczeństwa przyrządu (FS) jest mała.

Wtórna graniczna siła elektromotoryczna- iloczyn współczynnika bezpieczeństwa przyrządu FS, znamionowego prądu wtórnego oraz sumy wektorowej obciążenia znamionowego i impedancji uzwojenia wtórnego.

Przekładnik prądowy do zabezpieczeń- przekładnik prądowy przeznaczony do zasilania przekaźników zabezpieczających.

Znormalizowanymi wartościami znamionowych prądów pierwotnych są:

10-12,5-15-20-25-30-40-50-60-75A_AC, i ich dziesiętne wielokrotności i części.( Wartości

zalecane są podkreślone)

Znormalizowanymi wartościami znamionowych prądów wtórnych są:

1A,2A,5A, ale wartością zalecaną jest 5A. obecnie często stosowaną wartością jest 1A.

UWAGA w przekładnikach przeznaczonych do łączenia w trójkąt powyższe wartości podzielone przez √3są również wartościami znormalizowanymi.

Znormalizowanymi wartościami mocy znamionowych do 30 VA są:

2,5-5,0-10-15 i 30 VA

Dopuszczalne obciążenie strony wtórnej przekładnika musi być większe od mocy

pobieranej z uzwojenia wtórnego.

W przeciwnym wypadku nie będzie zachowana jego klasa dokładności.

Znormalizowanymi klasami dokładności przekładników prądowych do pomiarów są:

0,1-0,2-0,5-1-3-5

W przekładnikach prądowych do pomiarów klasa dokładności jest oznaczona przesz największy dopuszczalny procentowy błąd prądowy przy prądzie znamionowym, przypisanym tej klasie dokładności.

Przekładniki do pomiarów dla specjalnych zastosowań

0,2S;0,5S

Przekładniki do zabezpieczeń

5P, 10P

Błędy przekładni (prądowe, kątowe i całkowite w funkcji mierzonego prądu, nie powinny przekraczać wartości podanych w normie tablicach.

Hoppel:

EAZ- obejmuje proces samoczynnego zapobiegania oraz samoczynnej likwidacji zakłóceń w systemie elektroenergetycznym lub poszczególnych jego elementów.

Wymagania stawiane urządzeniom EAZ:

- czułość - zdolność do urządzeń do reagowania na najsłabsze objawy występowania zakłócenia;

- szybkość - zwiększa bezpieczeństwo personelu i zmniejsza szkody techniczne i ekonomiczne

- selektywność - zdolności do eliminowania tylko uszkodzonego elementu

-ekonomiczność

- łatwość obsługi

Rejestracja zdarzeń - obejmuje zapis znakowy czasów , miejsca i rodzajów zadania

Rejestracja zakłóceń - zapisuje przebiegi chwilowe napięć i prądów przed , w trakcie i po eliminacji zakłócenia;

---