Monitorovanie kvality elektrickej energie predstavuje proces zberu analz

Monitorovanie kvality elektrickej energie predstavuje proces zberu, analýz a interpretácie „surových“ nameraných dát do súboru užitočných informácií. Hlavná úloha – zlepšovanie prevádzkovej schopnosti celého systému napájania zariadení, nakoľko mnohí odberatelia elektrickej energie v priemysle a obchode prevádzkujú zariadenia, ktoré sú citlivé na skreslenie krivky napätia. Základné dôvody pre monitorovanie: získanie charakteristiky napätia v uzloch elektrizačnej sústavy, na základe ktorej je možné posúdiť kapacitu, schopnosti či rezervy siete, a potom je možné ponuku citlivo zladiť s potrebami zákazníka, určenie špecifických problémov na strane zákazníka alebo citlivej záťaže, koncového používateľa siete. Väčšinou je identifikovaná nekompatibilita, ktorej zistenie a analýza je prvým krokom k riešeniu problému, súčasť servisu ponúkaného zákazníkom. Dodávatelia elektrickej energie ponúkajú odberateľom elektrickú energiu s rôznou úrovňou kvality napätia, ktorej zlepšenie je možné dosiahnuť buď zmenou konfigurácie napájania alebo inštaláciou doplnkových zariadení, predikcia údržby a jej vykonanie práve včas. Napr. opakujúce sa zemné spojenia na úseku vedenia hovoria o pravdepodobnej poruche niektorej časti vedenia. Následná oprava vedenia umožní vyhnúť sa oveľa väčšej poruche, napr. aj s katastrofickými dôsledkami.

Prostriedky pre monitorovanie kvality napájacieho napätia Digitálne záznamníky porúch, ktoré nie sú špeciálne navrhnuté pre sledovanie kvality napätia, ale len zaznamenávajú priebeh napätia (príp. prúd) v prípade výskytu poruchovej udalosti, napr. poklesu napätia počas poruchy napájacieho systému. Inteligentné relé a iné inteligentné elektronické zariadenia s monitorovacou schopnosťou, čiže vedia zaznamenávať skreslenie napätia a odovzdať informácie riadiacemu systému. Tieto zariadenia môžu byť umiestnené ako na vedení, tak aj elektrickej stanici. Záznamníky napätia. Prevádzkovatelia sústav používajú rôzne druhy záznamníkov napätia na sledovanie ustálených stavov. V súčasnosti je rozšírený trend aby záznamník sledoval aj maximálne, minimálne a stredné efektívne hodnoty napätia pre špecifikované vzorkovacie okno (napr. 2 s). Samozrejme, pokiaľ je trvanie udalosti kratšie, nie je schopný ju vyhodnotiť. Inteligentné elektromery. Ak sú schopné zaznamenávať napätia a prúdy, je logické, že môžu zaznamenávať aj informácie o kvalite napájacieho napätia. Výrobcovia ponúkajú aj takéto zariadenia. Vnútropodnikové monitory kvality. Inštalujú sa na vstupe do podniku a mali by byť schopné sledovať a ohodnotiť úrovne harmonického skreslenia, kolísanie napätia a poklesy napätia. Zvyčajne nie sú schopné zaznamenávať prechodové javy. Komplexné analyzátory kvality (Power Quality Analyzer) slúžiace pre monitoring a analýzu kvality elektrickej energie. Monitorujú napätia a prúdy vo všetkých troch fázach ako aj v neutrálnom vodiči, vyhodnocujú namerané dáta a analyzujú ich v súlade s platnými normami, predovšetkým STN EN 50160 a STN EN 61000 -4 -30. Je vhodný pre umiestnenie v elektrickej stanici, na vedení ako aj u zákazníka.

Výber meraných veličín a dĺžka merania Meranie priebehov napätia sa vykonáva v prípadoch, keď chceme charakterizovať skreslenie napätia v napájacej sústave. Napr. informácie o dodávanom napätí zákazníkovi, ktoré obsahujú prechodový jav a pokles napätia hovoria o tom, že zariadenie môže byť ovplyvnené, ale neobsahujú informáciu, či to zariadenie bolo naozaj ovplyvnené. Tiež pomáha definovať vlastnosť systému vytvárať harmonické prúdu vplyvom rezonancie. Vznik rezonancie medzi indukčnosťou a kapacitou napájacej siete indikuje vznik harmonických napätia so špecifickou frekvenciou. Meranie prúdu sa zvyčajne robí vtedy, keď je potrebné určiť zdroj harmonických. Môže byť použité pre sledovanie 1 záťaže (zdroja harmonických), skupiny zákazníkov alebo konkrétneho napájacieho vedenia. Ak chceme zistiť frekvenčné charakteristiky (závislosť impedancie od frekvencie) z merania, je potrebné merať napätia a prúdy súčasne. Ak chceme zistiť smer toku výkonov jednotlivých harmonických, všetky tri fázy musia byť vzorkované súčasne.

PQ Analyzátor QWave Light – firma LEM vyvinutý v spolupráci s dodávateľmi elektrickej energie s dôrazom na skutočné prevádzkové požiadavky, pre automatické monitorovanie kvality v distribučných sieťach: • analýza kvality podľa EN 50160, • umožňuje záznam udalostí, • interný modem, navrhnutý na monitorovanie kvality napätia vo veľkom počte inštalovaných prístrojov, automatické riadenie veľkého počtu prístrojov, využíva automatizovaný systém QIS (firma LEM) – možnosť inštalovať rozdielne prístroje rady QWave (Light, Power, Nomad, Premium) alebo aj prístroje iných výrobcov.

QWave Light ü analyzuje všetky parametre kvality napätia podľa EN 50160 Meria a zaznamenáva: RMS hodnoty napätia, udalosti (zníženie a zvýšenie napätia, výpadky), THDU, Hardware harmonické a medziharmonické (do 50. ), · 3 napäťové vstupy blikanie (Pst a Plt), · 1 digitálny vstup · 1 digitálny výstup nesymetriu, · 1 analógový vstup frekvenciu, · synchronizované vzorkovanie HDO. · uchytenie na koľajnici DIN ü záznam v časovom intervale od 1 s do 24 hod. ü prírastkový záznam udalostí je s rozlíšením 2, 5 ms. Komunikácia a transfer dát komunikačný port RS 232, voliteľný Modem alebo RS 485, protokoly MODBUS RTU a ASCII.

Tabuľka nameraných poklesov a prepätí pre uzol Rimavská Sobota ES Lučenec Measurement Point Distur- bance Phase LUC-QW-L 1 Swell L 2 -N LUC-QW-L 1 Swell L 1 -N LUC-QW-L 1 Dip L 3 -N LUC-QW-L 1 Swell L 1 -N LUC-QW-L 1 Swell L 2 -N LUC-QW-L 1 Dip L 3 -N LUC-QW-L 1 Swell L 1 -N LUC-QW-L 1 Dip L 2 -N LUC-QW-L 1 Swell L 3 -N LUC-QW-L 1 Dip L 2 -N LUC-QW-L 1 Swell L 1 -N Start Time T 12/01/2008 19: 38: 20. 200 T 12/01/2008 19: 38: 20. 210 T 17/01/2008 08: 21: 08. 794 T 17/01/2008 08: 21: 08. 804 T 17/01/2008 08: 21: 08. 864 T 17/01/2008 08: 21: 08. 804 T 17/01/2008 08: 21: 08. 794 End Time T 12/01/2008 19: 38: 20. 230 T 12/01/2008 19: 38: 20. 230 T 17/01/2008 08: 21: 08. 884 T 17/01/2008 08: 21: 09. 044 T 17/01/2008 08: 21: 09. 054 Units Nominal Value Detec- tion 113, 776 % 12702, 8 Begin 119, 43 % 12702, 8 Begin 80, 157 % 12702, 8 Begin 20 ms 119, 43 % 12702, 8 End 30 ms 129, 898 % 12702, 8 End 20 ms 80, 157 % 12702, 8 End 118, 493 % 12702, 8 Begin 74, 827 % 12702, 8 Begin 125, 08 % 12702, 8 Begin 20 ms 125, 243 % 12702, 8 End 240 ms 72, 146 % 12702, 8 End 260 ms 138, 936 % 12702, 8 End Duration Peak Value

Tabuľka početnosti poklesov napätia na 22 k. V strane, 3. kvartál 2012 Δt ≥ 20 ms 100 ms Δt < 100 ms 500 ms 10 2 10 < ΔU ≤ 15 11 4 11 3 8 8 15 < ΔU ≤ 30 12 6 14 9 6 6 30 < ΔU ≤ 60 10 8 17 4 8 6 60 < ΔU ≤ 95 2 7 3 8 0 0 95 < ΔU ≤ 100 0 0 500 ms 1 s 3 s 20 s 1 min 3 min 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 L 1 L 2 L 3 L 1 L 2 L 3

300 250 200 L 1 150 Početnosť poklesov napätia v závislosti od dĺžky trvania poklesu (za 4 roky) L 2 L 3 100 50 0 20 -100 ms 100 -500 ms - 1 s 1 s-3 s 3 s-20 s 20 s-1 min 180 1 -3 min 3 -Xmin 160 140 120 Početnosť poklesov napätia v závislosti od hĺbky poklesu napätia (za 4 roky) 100 L 1 L 2 80 L 3 60 40 20 0 10<ΔU≤ 15 15<ΔU≤ 30 10< U≤ 15 % 15< U≤ 30 30<ΔU≤ 60 30< U≤ 60 60<ΔU≤ 99 60< U≤ 95 99<ΔU≤ 100 95< U≤ 100

Najnepriaznivejší výsledok merania V uzle 400/110 k. V Horná Ždaňa - 22 k. V vedenie vedúce z uzla 110/22 k. V Žarnovica hodnotené boli namerané údaje od roku 2008 až do 2012, najväčší počet poruchových udalostí bol v roku 2010: 754829 poklesov a zvýšení napätia s trvaním viac ako 20 ms, v tejto rozvodni bolo zaznamenaných najviac poklesov na hranici tesne pod 90 %, napr. 89, 8 a taktiež zvýšení napätia hraničiacich s hodnotou 110 %, vedenie je vystavané cez kopcovitý lesný terén najviac jednofázových zemných spojení, spojenie jednotlivých fáz vedenia s cudzími časťami – konáre stromov, vtáky, . . . ).

Sledovanie šírenia poklesov napätia z VN na VVN Merané na 22 k. V strane, rok 2011 ∆t ≥ 20 100 500 1 s 3 s 20 s 1 min 3 min ms ms ms ∆t < 100 500 1 s 3 s 20 s 1 min 3 min ms ms 10 < ∆U ≤ L 1 15 L 2 L 3 15 < ∆U ≤ L 1 Merané na 110 k. V, rok 2011 30 L 2 500 ms 1 s ∆t- ≥ 20 - 100 L 3 ms- ms ∆t < 100 - 500 3 s L 1 1 s 30 < ∆U ≤ 2 ms- ms L 2 60 1 1 10 < ∆U ≤ -L 3 1 15 L 1 60 < ∆U ≤ 4 6 L 2 95 5 4 15 < ∆U ≤ L 3 9 3 -30 L 1 95 < ∆U ≤ 30 < ∆U ≤ -L 2 100 -60 L 3 60 < ∆U ≤ 3 3 1 95 2 95 < ∆U ≤ 100 - NS 400/110 k. V 110/22 k. V 3 s 20 s 1 min 3 min - - L 1 L 2 L 3 L 1 L 2 L 3

Priebeh poruchovej udalosti na 22 k. V strane – medzifázový skrat a následné zemné spojenie 26 % Pokles napätia v sieti 110 k. V spôsobený poruchou na 22 k. V strane – dĺžka vedenia 3 km