Standardi u oblasti kvaliteta elektrine energije Ograniavanje viih

Standardi u oblasti kvaliteta električne energije ¡ Ograničavanje viših harmonika u distributivnim mrežama pomoću odgovarajućih standarda i preporuka neophodno je iz više razloga: l l l ¡ da se ograniči nivo izobličenja talasnih oblika struje i napona na vrednosti koje sistem i njegovi elementi mogu da tolerišu i time omoguće kvalitetnu isporuku električne energije potrošačima; da ne utiču na dalje širenje upotrebe energetskih pretvarača i drugih uređaja koji unose nelinearnost u distributivnu mrežu; da se ograniči ometanje drugih uređaja i sistema od strane distributivne mreže (telefonske mreže i sl. ) Da bi se postigao taj cilj, potrebno je uvažiti nekoliko specifičnih faktora, kao što su: amplitude viših harmonika napona i/ili struje, harmonijsko izobličenje napona ili struje, naponski nivo mreže, snagu kratkog spoja mreže na mestu priključenja nelinearnih potrošača, metode merenja, vrste nelinearnih potrošača, moguće efekte na telekomunikacione sisteme 1

Standardi u oblasti kvaliteta električne energije ¡ ¡ Osnovu za donošenje standarda predstavljaju rezultati merenja sadržaja viših harmonika na velikom broju različitih tačaka u različitim distributivnim mrežama i evaluacija njihovog štetnog uticaja na napajane potrošače Problem izobličenja distributivne (i retko prenosne) mreže višim harmonicima struje je razmatran u većini zemalja i donete su odgovarajuće preporuke i standardi koji predstavljaju odgovor ili kompromis između distributivnih preduzeća i potrošača u situacijama koje su karakteristične za svaku zemlju Iz pregleda nacionalnih standarda i preporuka se vidi da većina njih određuje granične vrednosti ukupnog harmonijskog izobličenja THD, koje se razlikuju na pojedinim naponskim nivoima U većini zemalja se ovaj faktor usvaja da bude za niski napon THD <5%, za srednji napon THD je između 3 i 5%, a za visoki 1 -1, 5%. 2

Standardi u oblasti kvaliteta električne energije ¡ ¡ ¡ U nekim standardima se ograničava snaga potrošača koji se može priključiti na mrežu To je pogodno, jer se brzim i jednostavnim proračunom može utvrditi da li taj potrošač predstavlja izvor harmonika i u kojoj meri doprinosi zagađenju napojne mreže višim harmonicima Postoji nekoliko različitih tipova standarda koji se bave emisijom harmonika Standardi kompatibilnosti sa distributivne mreže Standardi za emisiju harmonika koje moraju ispoštovati potrošački uređaji Preporuke koje izdaju distributivna preduzeća i koje se primenjuju u instalacijama 3

Standardi u oblasti kvaliteta električne energije ¡ ¡ ¡ Na području Evrope se kvalitet napona osigurava u skladu norme EN 50160 "Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems“ Američka norma za kvalitet električne energije, tj. tačnije ona koja daje preporučene vrednosti viših harmonika struje i napona je IEEE 5191992 "Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems“ Na slici je prikazan princip prema kojem se određuju dopuštene granice smetnji 4

Standardi u oblasti kvaliteta električne energije ¡ ¡ Prilikom planiranja distributivnih mreža treba pretpostaviti strože kriterijume nego one koje daju preporuke, tako da bi se u slučaju prekoračenja planiranih vrednosti, još uvek smetnje nalazile ispod preporučenih vrednosti Proizvođači opreme moraju izrađivati opremu tako da podnosi smetnje veće od onih datih preporukama, kako bi, i u slučaju prekoračenja preporučenih vrednosti, oprema još uvek bila otporna na te smetnje 5

Standardi u oblasti kvaliteta električne energije ¡ ¡ ¡ Neprekidnost isporuke električne energije, koja se definiše brojem i trajanjem prekida isporuke električne energije, redovno se prati sa strane energetskih kompanija na prenosnom i distributivnom nivou Kompanije dostavljaju na mesečnom nivou izveštaje AERS za sve neplanirane i planirane prekide u prenosnoj i distributivnoj mreži koji su trajali duže od 3 minuta U zavisnosti od: aktivnog praćenja EES, kontinualne analize EES i pogonskih događaja, preventivne promene uklopnog stanja, optimalnog planiranja isključenja, pravovremeno preduzetih aktivnosti, osavremenjavanja procesa upravljanja elementima elektroenergetskog sistema (EES) koje su u funkciji distribucije, i još niza aktivnosti postiže se prestižna pouzdanost i kvalitet u isporuci električne energije

Standardi u oblasti kvaliteta električne energije ¡ ¡ ¡ Standardi u ovoj oblasti se mogu definisati kao opšti ili pojedinačni Opšti standardi su sistemski standardi i predstavljaju standard na nivou celog sistema Pošto je standard sistemski orijentisan, u slučaju neispunjenja standarda, svi potrošači dobijaju popust na cenu, ili popust na račun Ovakav standard ne razlikuje različite grupe potrošača u sistemu i njihove različite potrebe u pogledu potreba za kvalitetom i pouzdanošću isporuke električne energije Pojedinačni standardi kvaliteta električne energije se odnose na pojedinačne potrošače, odnosno na pojedinačne grupe potrošača U skladu sa orijentacijom ovog tipa standarda i eventualna neispunjenja standarda u pogledu kvaliteta isporučene električne energije na nivou pojedinačnih potrošača ili grupa potrošača, dovode do popusta na cenu ili umanjenja računa na nivou pojedinačnih potrošača

Standardi u oblasti kvaliteta električne energije ¡ ¡ ¡ Minimalni standardi se ne definišu kao međunarodni i nacionalni (IEC, ISO), odnosno definišu ih regulatorna agencija ili Vlada, kroz odgovarajuća zakonodavna dokumenta Suštinski nedostatak ove metode sadržan je u činjenici da veza između kvaliteta i cene nije kontinualna, već je diskretna Primenom ovakvih pristupa cena koja se plaća u slučaju neispunjenih minimalnih stadarda je uvek ista Tako da kompanije nemaju podsticaje da primene mere za povećanje kvaliteta pružene usluge, ukoliko troškovi dodatnih ulaganja za povećanje kvaliteta prelaze visinu predviđenih kazni za neispunjavanje minimalnih Čak i kada kompanije postignu minimalni kvalitet, ukoliko nema podsticajnih mera ili odgovarajuće tržišne konkurencije, neće samoinicijativno podići nivo kvaliteta Od 2009. godine, posle odluke AERS da praćenje kvaliteta isporuke postane obaveza za sva distributivna preduzeća u Srbiji, počelo je praćenje svih elemenata kvaliteta isporuke: neprekidnosti isporuke, kvaliteta napona i komercijalnog kvaliteta

INTERAKCIJA DISTRIBUTIVNE MREŽE NA KVALITET NAPONA ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Propadi napona su mnogostruko češći od prekida isporuke električne energije, prekidi se prvo manifestuju propadom napona pa tek onda prekidom Propadi napona su često uzrok problema prekida proizvodnje u proizvodnim kompanijama Distributivna mreža Srbije je četvoronaponskog nivoa 35, 20, 10 i 0, 4 k. V Trostepene transformacije 110/35, 35/10 i 10/0, 4 k. V odnosno dvostepene 110/20 i 20/0, 4 k. V Transformatori 110/x k. V su tronamotajni, sprege Yy 0 d 5, ostalih naponskih nivoa su dvonamotajni uglavnom sprege Dy 5 Mreža 35 k. V je uzemljena preko reaktanse Mreža 20 je uzemljena preko otpora od 40 Ω za ograničenje struje zemljospoja Mreža 10 k. V je izolovana Mreža 0, 4 k. V je direktno uzemljena Uzemljenje neutralne tačke određuje dubinu propada napona

INTERAKCIJA DISTRIBUTIVNE MREŽE NA KVALITET NAPONA ¡ ¡ Prilikom davanja uslova za priključenje novim korisnicima distributivnog sistema, služba energetike ima obavezu da sagledava uticaj potrošača korisnika na kvalitet električne energije Međutim, najbrojniji su korisnici distributivnog sistema koji imaju staro odobrenje za priključenje a uređaji im , prljaju“ mrežu Ako karakteristike potrošača korisnika DS zadovoljavaju kriterijume, izdaju im rešenje za priključenje Operatori distributivnog sistema imaju obavezu da održavaju mrežu odnosno kada dotraje da je rekonstruišu kako bi funkcionisala u zadovoljavajućem pogonskom stanju

INTERAKCIJA DISTRIBUTIVNE MREŽE NA KVALITET NAPONA ¡ ¡ ¡ ¡ Korisnici distributivnog sistema se uglavnom žale na propade napona i flikere Propadi napona su slučajni događaji kao i neplanirani prekidi Oni dovode vrlo često do prekida proizvodnje, škarta a time neposredno do štete kompanijama Propadi napona su nepredvidivi sa neravnomernom raspodelom tokom godine i oko 25 puta su češći od prekida isporuke električne energije Dubina propada naponskog talasa je presudna kod procesne industrije jer prouzrokuje zastoj odnosno promenu radnih parametara što dovodi do škarta proizvoda Propad napona se ne smatra prekidom, generiše ga kvar kojeg zaštitni uređaji eliminišu i tako štite delove sistema od razaranja Propadom napona se smatra smanjenje amplitude naponskog talasa od 0, 9 – 0, 1 Un Propad napona se najčešće događa u jednoj, retko u dve a najređe u sve tri faze

INTERAKCIJA DISTRIBUTIVNE MREŽE NA KVALITET NAPONA ¡ ¡ ¡ ¡ Dubina propada je najveća u neposrednoj blizini kvara, udaljavanjem od mesta kvara propad naponskog talasa je manji U zavisnosti od mreže na kojoj se dogodio kvar, pojava zahvata šire ili uže područje Takođe, brze promene napona u granicama dozvoljenog odstupanja napona u dozvoljenom opsegu ± 10% Un odnosno, brze promene napona u opsegu manjem od ± 5% Un nazivnog napona generišu flikere čiji nivo je propisan standardom Ako je veći od propisanog, kvalitet električne energije je neispravan Za kvalitet isporuke električne energije su odgovorni operatori prenosnog i distributivnog sistema Obaveza operatora distributivnog sistema je da se odazove na reklamaciju korisnika distributivnog sistema, ustanovi problem odnosno uzrok, utvrdi odgovornu stranu i reši problem Uglavnom korisnici distributivnog sistema optužuju operatora distributivnog sistema da je on uzrok problema

INTERAKCIJA DISTRIBUTIVNE MREŽE NA KVALITET NAPONA ¡ ¡ ¡ ¡ Ukoliko je uzrok problema operator distributivnog sistema, on čini sve što je u njegovoj moći da otkloni uzrok, ukoliko je uzrok izvan njegove odgovornosti nastoji da ga reši sa stranom koja je odgovorna za isporuku električne energije distribuciji odnosno operatorom prenosnog sistema Kvalitet električne energije je definisan za tačku u elektroenergetskom sistemu Ta tačka je merno mesto odnosno obračunsko merno mesto Izmerena električna energija se upoređuje sa referentnim parametrima Referentni parametri su određeni preporukama na međunarodnom nivou, oni mogu a ne moraju biti zakonski obavezujući Svaka pravna država zakonom štiti kupce a sa druge strane obavezuje operatore na poštovanje propisanog nivoa kvaliteta električne energije Kvalitet isporuke električne energije je definisan u ugovoru o isporuci električne energije između operatora i korisnika distributivnog sistema Današnji savremeni električni uređaji su vrlo osetljivi na kvalitet električne energije

STANDARDI ZA KONTROLU KVALITETA ELEKTRIČNE ENERGIJE Kvalitet električne energije u distributivnom sistemu treba da kontroliše distributivno preduzeće u skladu sa odgovarajućim nacionalnim standardima ili propisima ¡ Postoji više važećih međunarodnih standarda koji uređuju ovu problematiku i oni se mogu podeliti na: • Standarde kompatibilnosti sa distributivnom mrežom, • Standarde za dozvoljenu emisiju harmonika koje moraju poštovati proizvođači električnih aparata, • Preporuke koje izdaju distributivna preduzeća i koje se primjenjuju u instalacijama ¡ Osnovna načela ovih standarda su: ¡ Harmonici struje prouzrokovani nekim uređajem ne smeju remetiti distributivnu mrežu preko određenih granica ¡ 14

STANDARDI ZA KONTROLU KVALITETA ELEKTRIČNE ENERGIJE ¡ ¡ ¡ Svaki uređaj mora biti sposoban da radi normalno u prisustvu harmonijskih poremećaja određenog nivoa, Distributivno preduzeće mora obezbediti potrošačima napon određenog kvaliteta koji je definisan prema standardima Standard IEEE 519 -1992 se odnosi na dozvoljene granične vrednosti naponskih i strujnih harmonika u prenosnoj mreži, za naponske nivoe 120 V-69 k. V, 69 k. V-161 k. V i veće od 161 k. V (SN+VN) 15

STANDARDI ZA KONTROLU KVALITETA ELEKTRIČNE ENERGIJE ¡ ¡ ¡ Standard IEC 61000 -3 -2 za granične vrednosti harmonika struje, za jednofazne i trofazne električne potrošače, nominalne struje do 16 A i napona 220/380 V Standard IEC 61000 -2 -2 (i na osnovu njega usvojeni EN 610002 -2) za javnu niskonaponsku napojnu mrežu Standard IEC 61000 -2 -4 za niskonaponske srednjenaponske industrijske instalacije ¡ Standard IEC 1000 -3 -6 za srednjenaponsku i visokonaponsku mrežu ¡ Standard IEC 1000 -2 -2 granične vrednosti naponskih harmonika za NN, SN i VN mreži ¡ Standard EN 50160 za kontrolu kvaliteta napona na mestu predaje potrošaču u javnim distributivnim niskonaponskim i srednjenaponskim mrežama pri normalnim pogonskim uslovima izdata od strane međunarodne organizacije CENELEC (1993. godine)

Standard IEEE 519 ¡ ¡ Ovaj standard propisuje dozvoljene harmonike struja i to u zavisnosti od naponskog nivoa i od snage kratkog spoja na mestu priključka Elektroenergetski sistem mora isporučivati korisnicima napon propisanog talasnog oblika Svaki korisnik električne energije, dužan je da strujne harmonike, koje njegovi potrošači injektiraju u elektroenergetski sistem, svede u propisane granice U sledećim tabelama se nalaze dozvoljene vrednosti harmonika struja za razne naponske nivoe definisane prema ovom standardu 17

Standard IEEE 519 ¡ Tabela pokazuje dozvoljene granične vrednosti naponskih harmonika u distributivnoj i prenosnoj mreži THDu

Standard IEEE 519 ¡ ¡ ¡ Vrednosti date u tabelama su tako proračunate da se postigne uslov da je maksimalno izobličenje napona takvo da je maksimalna vrednost bilo kog naponskog harmonika manja od 3 % (za naponske nivoe do 69 k. V a 1. 5 % i 1 % za više naponske nivoe redom) a da je THDU maksimalno 5 % (odnosno 2. 5 % i 1. 5 % za više naponske nivoe) Kod ovog standarda je zanemaren uticaj opterećenja i kondenzatorskih baterija instalisanih u mreži pa je tako uzeta u obzir samo snaga kratkog spoja na mestu priključka Vrednosti u ovim tabelama se odnose na normalan rad, dok se u slučaju nekih neuobičajenih uslova dozvoljene vrednosti mogu premašiti za 50% 19

Standard IEEE 519 ¡ ¡ Granične vrednosti strujnih harmonika, za naponske nivoe od 120 V do 69 k. V, koji se mogu injektirati u mrežu Sve vrednosti prikazane su u procentima prosečne maksimalne struje potrošača Iavmax 20

Standard IEEE 519 ¡ ¡ h–red pojedinačnih neparnih harmonika Iks-struja kratkog spoja na mestu priključenja potrošača Iavmax–prosečna maksimalna struja potrošača (komponenta osnovnog harmonika), na mestu priključenja potrošača Parni harmonici su ograničeni na 25% granične vrednosti neparnih harmonika datih u tabeli 21

Standard IEEE 519 ¡ ¡ U tabeli su prikazane granične vrednosti strujnih harmonika, za naponske nivoe od 69 k. V do 161 k. V Sve vrednosti prikazane su u procentima prosečne maksimalne struje potrošača Iavmax 22

Standard IEEE 519 ¡ U tabeli su prikazane granične vrednosti strujnih harmonika, za naponske nivoe veće od 161 k. V 23

Standard IEEE 519 ¡ ¡ Treba napomenuti da definicija mesta priključenja na javnu distributivnu mrežu, kao i maksimalna struja opterećenja (IL), prema kojoj se definiše dozvoljeni nivo harmonijskog izobličenja, nisu jasno i precizno definisani Takođe, postoje mišljenja da ovaj standard treba preurediti i redefinisati kako bi bio primenljiv u postojećim realnim uslovima 24

STANDARDI ZA KOORDINACIJU OPREME ¡ ¡ U ovu grupu standarda spadaju: Standard IEC 61000 -3 -2 (ili EN 61000 -3 -2 usvojen na temelju IEC standarda) za niskonaponsku opremu sa nominalnom strujom ispod 16 A i Standard IEC (EN) 61000 -3 -12 za niskonaponsku opremu sa nominalnom strujom višom od 16 a nižom od 75 A Razlika između standarda IEC 61000 -2 -2 i 61000 -3 -2 i standarda EN 50160 je najviše to što se standardi IEC odnose na napon na mestu priključenja uređaja na napajanje (utičnica ili deo instalacija gdje se aparat priključuje) dok se EN 50160 odnosi na obaveze distributivnog javnog preduzeća i primenjuje se na mestu priključka električnih instalacija na distributivnu mrežu 25

Standard IEC 61000 -3 -2 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Prema standardu IEC 61000 -3 -2 (EN 61000 -3 -2) zahteva se od fabrika da ograniče svoje proizvode u pogledu generisanja harmonika struje Ovaj standard se odnosi na sve jednofazne i trofazne potrošače čija je nominalna vrednost fazne struje manja od 16 A i napona 220/380 V Proizvodi moraju biti testirani u ovlašćenim laboratorijama da bi se osiguralo da zadovoljavaju standarde Standard klasifikuje električne uređaje kao što je prikazano u tabeli na sledećem slajdu Originalna verzija standarda se nalazi na levoj strani tabele Posle pregovora sa fabrikama, koje su se suprotstavile ograničenjima, objavljen je Amandman A 14 koji se nalazi na desnoj strani tabele Fabrike su dobile vreme od tri godine, za koje bi njihovi proizvodi trebali da zadovolje bilo koji od ovih standarda Stupio je na snagu 1. januara 2001. godine u zemljama Evropske Unije IEC 61000 -3 -2 standard klasifikuje električna opterećenja na način prikazan u tabeli na sledećem slajdu 26

Klasifikacija električnih uređaja prema standardu IEC 61000 -3 -2 27

Klasifikacija električnih uređaja prema standardu IEC 61000 -3 -2 ¡ ¡ Klasa uređaja A je najstrožija s obzirom na dopuštenu grešku merenja tj. dopuštene su ''male'' greške koje su standardom strogo definisane Klasa uređaja B dopušta veće greške merenja od klase A

Ograničenja za harmonike struja za različite klase uređaja (klasa A) IEC(EN) 61000 -3 -2 ¡ ¡ Ograničenja se odnose na pojedinačne harmonike i standardom nije određena ukupna harmonijska distorzija U tabelama na sledećim slajdovima date su granične vrednosti strujnih harmonika za uređaje različite klase prema standardu EN 61000 -3 -2 29

Granične vrednosti viših harmonika struje za uređaje koji pripadaju klasi B (IEC 61000 -3 -2) 30

Granične vrednosti viših harmonika struje za uređaje koji pripadaju klasi C i D(IEC 61000 -3 -2) 31

Standardi IEC 61000 -3 -2 ¡ Na slici su predstavljene granične vrednosti za totalno strujno harmonijsko izobličenje THDi, u funkciji snage potrošača za napon 220 V

Standard IEC 61000 -2 -2 (2002. godina) ¡ ¡ ¡ Ovaj standard definiše granične vrednosti viših harmonika napona na mestu priključenja potrošača na instalaciju (elektromagnetna kompatibilnost) Za razliku od EN 50160 koja se odnosi na napone na mestu priključenja potrošača na javnu distributivnu mrežu, standard IEC 61000 -2 -2 se odnosi na mesto vezivanja potrošača na instalaciju, dakle to može biti utičnica, odnosno mesto povezivanja uređaja na instalaciju u objektu U tabeli je dat izvod iz standarda IEC 61000 -2 -2 koji definiše dozvoljeni nivo za pojedine više harmonike napona 33

Standard IEC 1000 -2 -2 (iz 2014. ) ¡ Propisuje granične vrednosti nivoa naponskih harmonika u EES-u za niskonaponsku(NN), srednjenaponsku(SN) i visokonaponsku mrežu(VN)

Standard IEC 1000 -4 -7 ¡ ¡ Ovaj standard definiše načine merenja harmonika Meri se: Unkv-efektivna vrednost n–tog harmonika merena u veoma kratkom vremenskom intervalu (3 s) ili Unk-efektivna vrednost n–tog harmonika merena na kratkom vremenskom intervalu (10 minuta) Takođe, važne statističke vrednosti su: 1. Maksimalna vrednost, 2. 95%-na verovatnoća dostizanja određene vrednosti i srednja vrednost neke električne veličine (npr. granična vrednost naponskog harmonika)

Standard EN 50160 ¡ ¡ Međunarodna organizacija CELNEC ( European Committee for Electrotehnical Standardization ) izdala je 1993. godine normu EN 50160 za kontrolu kvaliteta napon na mestu predaje potrošaču u javnim distributivnim niskonaponskim i srednjenaponskim mrežama pri normalnim pogonskim uslovima Republika Srbija treba da uskladi svoje nacionalne standarde sa standardima Evropske Unije, i zbog činjenice da je elektroenergetski sistem Srbije povezan na Evropsku interkonekciju, neophodno je buduće standarde u oblasti kvaliteta električne energije uskladiti sa evropskom normom EN 50160 36

Standard EN 50160 U ovom standardu definisani su uslovi kvaliteta za distributivni napon na mestu predaje potrošaču, u javnim distributivnim niskonaponskim i srednjenaponskim mrežama pri normalnim pogonskim uslovima ¡ Ovaj standard ne važi: 1. Za pogon nakon nekog kvara i u trenutku kada je na snazi privremeno napajanje, koje se primenjuje kako bi se omogućilo dalje napajanje potrošača pri zahvatima održavanja i pri gradnji, ili kako bi se na najmanju meru sveo opseg i trajanje prekida napajanja 2. U slučajevima kada postrojenje ili aparat potrošača ne zadovoljavaju merodavne standarde ili tehničke uslove za priključenje ili kad su prekoračene granične vrednosti smetnji koje se prenose vodovima ¡ 37

Standard EN 50160 3. U slučajevima kada neko postrojenje za proizvodnju ne zadovoljava merodavne standarde ili tehničke uslove za priključenje na mrežu 4. U izuzetnim okolnostima na koje ne može uticati isporučilac električne energije, posebno kod: a) vremenskih neprilika ili prirodnih katastrofa b) smetnji izazvanih od trećeg lica c) mera javnih organa ili organa vlasti d) radnih sporova (prema zakonskim odredbama) e) više sile f) ograničenja kapaciteta napajanja zbog spoljnih uticaja 38

Standard EN 50160 ¡ ¡ Svrha ovog standarda je da utvrdi i opiše glavna obeležja distributivnog napona u pogledu: • frekvencije • efektivne vrednosti • talasnog oblika signala • simetrije faza Sve ove karakteristike se za vreme normalnog pogona menjaju zbog kolebanja opterećenja, smetnji i kvarova u određenim postrojenjima koji su pretežno izazvani spoljašnjim uticajima Karakteristike napona su slučajne prirode Pojedine pojave koje utiču na distributivni napon su potpuno nepredvidive, tako da za određena obeležja napona nije moguće navesti čvrste vrednosti 39

Karakteristike niskog napona (NN) Mrežna frekvencija (EN 50160) Vrednosti koje su za te pojave date u standardu, npr. za propade napona i prekide napona, treba skladno tome smatrati orijentacionim vrednostima ¡ Nazivna frekvencija napona napajanja je 50 Hz ¡ Pri normalnim pogonskim uslovima desetominutna srednja vrednost osnovne frekvencije u nekoj distributivnoj mreži mora biti u sledećim opsezima: kod mreža povezanih sa elektroenergetskim sistemom: 50 Hz ± 1 % (tj. 49, 5 - 50, 5 Hz) tokom 99, 5 % svake nedelje, odnosno: 50 Hz +4% / -6% (tj. 47 – 52 Hz) u preostalih 0, 5 % trajanja svake nedelje - kod izolovanih mreža: 50 Hz ± 2 % (tj. 49 - 51 Hz) tokom 95% nedelje, odnosno: 50 Hz ± 15% (tj. 42, 5 – 57, 5 Hz) u preostalih 5 % trajanja svake nedelje ¡ 40

Veličina napona napajanja (EN 50160) Nominalni napon Un za niskonaponske javne mreže: - za trofazne mreže sa četiri provodnika Un = 230 V između faznih provodnika i nultog provodnika - za trofazne mreže sa tri provodnika Un = 400 V između faznih provodnika ¡ 41

Spore promene napona (EN 50160) ¡ ¡ Pri normalnim pogonskim uslovima, bez uzimanja u obzir prekida napajanja, 95 % desetominutnih srednjih efektivnih vrednosti napona napajanja svakog nedeljnog intervala (bilo kojeg) mora biti u opsegu Un ± 10 % Preostalih 5 % desetominutnih srednjih efektivnih vrednosti napona napajanja svakog nedeljnog intervala mora biti u opsegu Un +10 % / -15 % (tj. maksimalno 253 V i minimalno 199, 5 V) 42

Brze promene napona (EN 50160) ¡ ¡ ¡ Brze promene napona su uglavnom izazvane promenama opterećenja u postrojenjima potrošača ili manipulacijom rasklopne opreme u mreži Pri normalnim pogonskim uslovima brza promena po pravilu ne prelazi 5 % nazivnog napona Međutim, pod određenim okolnostima mogu se više puta dnevno pojaviti kratkotrajne brze promene napona do 10 % Un 43

Fliker (EN 50160) ¡ ¡ Pst- kratkotrajni indeks jačine svetlosnog flikera Pst=1, predstavlja fliker koji za većinu posmatrača predstavlja neugodnost Ispod ovog nivoa može postojati fliker koji je primetan, ali ne bi trebalo da predstavlja neprijatnost U slučajevima kada je fliker promenljive vrednosti , odabiranje se vrši na vremenskom periodu dužem od 10 min i uvodi se parametar PLT-long term indeks, koji predstavlja kubnu srednju vrednost više Pst vrednosti 44

Fliker (EN 50160) ¡ ¡ ¡ Pri normalnim pogonskim uslovima dugotrajna jačina treperenja, izazvana promenama napona, ne sme tokom bilo koje sedmice u godini prelaziti vrednost Plt = 1 Reakcija na treperenje je subjektivna i može biti veoma različita, što zavisi od uzroka treperenja i od razdoblja u kojem dolazi do treperenja U pojedinim slučajevima smetnje su moguće već kod vrednosti Plt = 1, dok u drugim slučajevima smetnji nema ni pri velikim vrednostima Plt 45

Propadi napona (EN 50160) ¡ ¡ ¡ Propadi napona nastaju pretežno zbog kvarova u postrojenjima potrošača ili u javnoj mreži Propadi napona praktično su nepredvidivi, izrazito slučajni događaji Njihov godišnji broj je vrlo različit, zavisi od vrste distributivne mreže i od posmatrane tačke u mreži Takođe, njihova raspodela u toku godine je vrlo neravnomerna Očekivani godišnji broj propada napona može pri normalnim pogonskim uslovima biti od nekoliko desetina do hiljadu (max 1000 propada godišnje) Većina propada napona kraća je od 1 s, a dubine propada manje su od 60 % Un 46

Propadi napona (EN 50160) ¡ ¡ Međutim, pojedini propadi mogu biti dužeg trajanja i veće dubine propada U nekim mrežama se vrlo često, zbog uključenja velikih potrošača, mogu pojaviti propadi napona dubine između 10 % i 15 % Un 47

Kratkotrajni prekidi napona napajanja (EN 50160) ¡ ¡ Pri normalnim pogonskim uslovima kratkotrajni prekidi napona napajanja pojavljuju se sa učestanošću od nekoliko desetina pa do nekoliko stotina godišnje Trajanje oko 70 % kratkotrajnih prekida napona mora biti kraće od jedne sekunde 48

Dugi prekidi napona napajanja (EN 50160) ¡ ¡ Slučajni prekidi napajanja većinom su izazvani spoljašnjim događajima ili zahvatima, koje isporučilac električne energije ne može sprečiti S obzirom na velike razlike u vrstama postrojenja i strukturama mreža u različitim državama i s obzirom na nepredvidive uticaje trećih strana i vremenskih (ne)prilika, nije moguće navesti tipične vrednosti učestalosti i trajanja dugih prekida napajanja Orijentacione vrednosti: u zavisnosti od mesta, može se pri normalnim pogonskim uslovima, godišnje pojaviti od manje od 10 pa do 50 dugih prekida napona, trajanja preko tri minute Orijentacione vrednosti za prolazne prekide napajanja se ne navode jer se o tim prekidima potrošači unapred obaveštavaju 49

Povremeni previsoki naponi između faznih provodnika i zemlje (EN 50160) ¡ ¡ ¡ Povremeni previsoki napon (mrežne frekvencije) po pravilu se pojavljuje pri kvaru u javnoj mreži ili u nekom postrojenju potrošača On nestaje kad se smetnja otkloni ili isključi Pri normalnim pogonskim uslovima previsoki naponi mogu, zbog promene potencijala zvezdišta trofaznog sistema, dostići i linijske vrednosti napona Pod određenim okolnostima, kratak spoj na višenaponskoj strani transformatora može na niskonaponskoj strani izazvati prenapon, sve dok postoji struja kratkog spoja Previsoki naponi ovog tipa, po pravilu, ne prelaze vrednosti od 1, 5 k. V (ali u posebnim slučajevima mogu biti i znatno veći) 50

Tranzijentni prenaponi između faznih provodnika i zemlje (EN 50160) ¡ ¡ ¡ Tranzijentni prenaponi obično ne prelaze temenu vrednost od 6 k. V Međutim, povremeno se pojavljuju i više vrednosti Vremena porasta prenapona su u širokom opsegu: od milisekunde do znatno manje od mikrosekunde Energija tranzijentnog prenapona varira u širokom opsegu i zavisi od uzroka prenapona U odnosu na prenapon izazvan manipulacijom prekidačima, prenapon indukovan atmosferskim pražnjenjem je više temene vrednosti, ali manje energije 51

Tranzijentni prenaponi između faznih provodnika i zemlje (EN 50160) ¡ ¡ To je zato što sklopni prenaponi po pravilu imaju duže trajanje Pri izboru uređaja za zaštitu od prenapona moraju se u obzir uzeti viši energetski zahtevi zbog sklopnih prenapona Takvo rešenje će zadovoljiti i u pogledu atmosferskih prenapona i u pogledu nižih (ali češćih) sklopnih prenapona Pri normalnim pogonskim uslovima desetominutna srednja efektivna vrednost inverzne komponente napona ne sme, kod 95 % srednjih vrednosti svakog nedeljnog (sedmodnevnog) intervala, prelaziti 2 % odgovarajuće direktne komponente 52

Nesimetrija napona (EN 50160) ¡ ¡ ¡ U mrežama na koje su priključeni jednofazni ili dvofazni potrošači, pojavljuju se na trofaznim mestima predaje nesimetrije i do 3 % Ova norma (EN 50160) sadrži samo vrednosti za inverznu komponentu, jer je samo ona važna za analizu moguće smetnje aparatima priključenim na mrežu Analiziraju se istovremeno i amplitude i fazni stavovi 53

Napon viših harmonika (EN 50160) ¡ ¡ ¡ Pri normalnim pogonskim uslovima 95 % desetominutnih srednjih efektivnih vrednosti napona svakog pojedinog višeg harmonika ne sme ni u jednom nedeljnom intervalu prelaziti vrednost iz tabele na sledećem slajdu Rezonancija može kod pojedinih viših harmonika izazvati povećanje napona Osim toga, ukupno harmonijsko izobličenje (THDU) napona napajanja, koje se izračunava uz uzimanje u obzir svih viših harmonika do 40 -og, ne sme prelaziti vrednost od 8 % Un EN 50160 ne tretira više harmonike struje!!! Prema IEEE 519 -2014 maksimalna vrednost THDi(%)=20% 54

Napon viših harmonika (EN 50160) ¡ ¡ U tabeli nisu navedene vrednosti za više harmonike reda većeg od 25, jer su oni obično vrlo mali, a osim toga i izrazito su nepredvidivi s obzirom na rezonanciju Vrednost pojedinih viših harmonika na mestu predaje do 25 -og reda, u procentima od nazivnog napona Un 55

Napon međuharmonika (EN 50160) ¡ ¡ ¡ Zbog veće primene pretvarača frekvencije i sličnih upravljačkih uređaja povećavaju se vrednosti međuharmonika Budući da se ne raspolaže sigurnim iskustvenim vrednostima, zasad ništa nije utvrđeno U pojedinim slučajevima i međuharmonici vrlo malih amplituda mogu izazvati treperenje ili smetnje u sistemima mrežnog frekvencijskog upravljanja 56

Karakteristike srednjeg napona (SN) (EN 50160) ¡ ¡ ¡ Potrošači čija potrošnja prelazi kapacitet napajanja na niskom naponu po pravilu se priključuju na srednji napon Ovaj standard se za takav vid napajanja odnosi na naponski nivo od 35 k. V Potrošači se mogu priključiti na SN mrežu i radi ispunjavanja nekih posebnih zahteva ili radi smanjenja smetnji koje se iz njihovog postrojenja prenose dalje vodovima 57

Mrežna frekvencija (ista kao kod NN) ¡ ¡ ¡ (EN 50160) Nazivna frekvencija napona napajanja je 50 Hz Pri normalnim pogonskim uslovima desetominutna srednja vrednost osnovne frekvencije u nekoj distributivnoj mreži mora biti u sledećim opsezima: Kod mreža povezanih sa elektroenergetskim sistemom: 50 Hz ± 1 % (tj. 49, 5 - 50, 5 Hz) tokom 99, 5 % svake nedelje, odnosno: 50 Hz +4% / -6% (tj. 47 – 52 Hz) u preostalih 0, 5 % trajanja svake nedelje Kod izolovanih mreža: 50 Hz ± 2 % (tj. 49 - 51 Hz) tokom 95% nedelje, odnosno: 50 Hz ± 15% (tj. 42, 5 – 57, 5 Hz) u preostalih 5 % trajanja svake nedelje Veličina napona napajanja utvrđena je dogovorenim naponom Uc 58

Spore promene napona (ista kao kod NN) (EN 50160) ¡ Pri normalnim pogonskim uslovima, bez uzimanja u obzir prekida napajanja, 95 % desetominutnih srednjih efektivnih vrednosti napona napajanja svakog nedeljnog intervala (bilo kojeg) mora biti u opsegu Uc ± 10 %, odnosno Uc +10 % / -15 % u preostalih 5 % trajanja nedelje 59

Brze promene napona (EN 50160) ¡ ¡ ¡ Brze promene napona su uglavnom izazvane promenama opterećenja u postrojenjima potrošača ili manipulacijom prekidačima u mreži Pri normalnim pogonskim uslovima brza promena po pravilu ne prelazi 4 % dogovorenog napona Uc (kod NN 5%) Međutim, pod određenim okolnostima mogu se više puta dnevno pojaviti kratkotrajne brze promene napona do 6 % Uc (kod NN 10% Un) Fliker (ista kao kod NN) Pri normalnim pogonskim uslovima dugotrajna jačina treperenja, izazvana promenama napona, ne sme tokom bilo koje sedmice u godini prelaziti vrednost P 1 t = 1 60

Propadi napona (ista kao kod NN) (EN 50160) ¡ ¡ ¡ ¡ Propadi napona nastaju pretežno zbog kvarova u postrojenjima potrošača ili u javnoj mreži Njihov godišnji broj je vrlo različit, i zavisi od vrste distributivne mreže i od posmatrane tačke u mreži Takođe, njihova raspodela u toku godine je vrlo neravnomerna Očekivani godišnji broj propada napona može pri normalnim pogonskim uslovima biti od nekoliko desetina do hiljadu Većina propada napona kraća je od 1 s, a dubine propada manje su od 60 % Uc Međutim, pojedini propadi mogu biti dužeg trajanja i veće dubine propada U nekim mrežama se vrlo često, zbog uključenja velikih potrošača, mogu pojaviti propadi napona dubine između 10 % i 15 % Uc 61

Kratki prekidi napona napajanja (ista kao kod NN) (EN 50160) ¡ ¡ Pri normalnim pogonskim uslovima kratki prekidi napona napajanja pojavljuju se sa učestanošću od nekoliko desetina pa do nekoliko stotina godišnje Trajanje oko 70 % kratkih prekida napona mora biti kraće od jedne sekunde 62

Dugi prekidi napona napajanja (ista kao kod NN) (EN 50160) ¡ ¡ Slučajni prekidi napajanja većinom su izazvani spoljašnjim događajima ili zahvatima, koje isporučilac električne energije ne može sprečiti S obzirom na velike razlike u vrstama postrojenja strukturama mreža u različitim državama i s obzirom na nepredvidive uticaje trećih strana i vremenskih (ne)prilika, nije moguće navesti tipične vrednosti učestalosti i trajanja dugih prekida napajanja Orijentacione vrednosti: u zavisnosti od mesta, može se pri normalnim pogonskim uslovima, godišnje pojaviti od manje od 10 pa do 50 dugih prekida napona, trajanja preko tri minute Orijentacione vrednosti za prolazne prekide napajanja se ne navode jer se o tim prekidima potrošači unapred obaveštavaju 63

Povremeni previsoki naponi između faznih provodnika i zemlje (EN 50160) ¡ ¡ ¡ Povremeni previsoki napon (mrežne frekvencije) po pravilu se pojavljuje pri kvaru u javnoj mreži ili u nekom postrojenju potrošača On nestaje kad se smetnja otkloni ili isključi Pri normalnim pogonskim uslovima previsoki naponi mogu, zbog pomeranja zvezdišta trofaznog sistema, dostići i linijske vrednosti napona Pod određenim okolnostima, kratak spoj na višenaponskoj strani transformatora može na niskonaponskoj strani izazvati prenapon, sve dok postoji struja kratkog spoja Previsoki naponi ovog tipa, po pravilu, ne prelaze vrednosti od 1, 7·Uc (kod NN 1, 5 k. V) U mrežama sa neuzemljenim zvezdištem ili sa kompenzacijom zemljospoja, previsoki napon po pravilu ne prelazi 2 Uc 64

Tranzijentni prenaponi između faznih provodnika i zemlje (EN 50160) ¡ ¡ ¡ Tranzijentni prenaponi u srednjenaponskim mrežama nastaju usled manipulacija prekidačima ili usled atmosferskih pražnjenja (direktan udar groma ili indukcija) U odnosu na prenapone usled atmosferskih pražnjenja, sklopni prenaponi su po pravilu manje amplitude i/ili dužeg trajanja (<10 ms) Šema izolacije kod potrošača mora se uskladiti sa šemom izolacije kod isporučioca električne energije 65

Nesimetrija napona (ista kao kod NN) (EN 50160) ¡ ¡ Pri normalnim pogonskim uslovima desetominutna srednja efektivna vrednost inverzne komponente napona ne sme, kod 95 % srednjih vrednosti svakog nedeljnog (sedmodnevnog) intervala, prelaziti 2 % odgovarajuće direktne komponente U mrežama na koje su priključeni jednofazni ili dvofazni potrošači, pojavljuju se na trofaznim mestima predaje nesimetrije i do 3 % Ova norma sadrži samo vrednosti za inverznu komponentu, jer je samo ona važna za analizu moguće smetnje aparatima priključenim na mrežu Analiziraju se istovremeno i amplitude i fazni stavovi 66

Napon viših harmonika (ista kao kod NN) (EN 50160) ¡ ¡ Pri normalnim pogonskim uslovima 95 % desetominutnih srednjih efektivnih vrednosti napona svakog pojedinog višeg harmonika ne sme ni u jednom nedeljnom intervalu prelaziti vrednost iz tabele na sledećem slajdu Rezonancija može kod pojedinih viših harmonika izazvati povećanje napona Osim toga, ukupni sadržaj viših harmonika (THD – total harmonic distortion) napona napajanja, koji se izračunava uz uzimanje u obzir svih viših harmonika do 40 -og, ne sme prelaziti vrednost od 8 % Un Vrednosti nisu navedene za više harmonike od 25 -og, jer su one obično vrlo male, a osim toga i izrazito su nepredvidive s obzirom na rezonanciju 67

Vrednost pojedinih viših harmonika na mestu predaje do 25 -og reda, u procentima od nazivnog napona Un (ista kao kod NN) (EN 50160) 68

Napon međuharmonika (EN 50160) ¡ ¡ ¡ Zbog veće primene pretvarača frekvencije i sličnih upravljačkih uređaja povećavaju se vrednosti međuharmonika Budući da se ne raspolaže sigurnim iskustvenim vrednostima, zasad ništa nije utvrđeno U pojedinim slučajevima i međuharmonici vrlo malih amplituda mogu izazvati treperenje ili smetnje u sistemima mrežnog frekvencijskog upravljanja Signalni naponi superponirani na napon napajanja Polazi se od toga da potrošači nemaju pravo da srednjenaponske javne mreže koriste za prenos signala 69

Elementi važni za primenu i tumačenje standarda EN 50160 ¡ ¡ ¡ Merenjem i memorisanjem vrednosti osnovnih osam parametara električnog napona u niskonaponskoj (do 1000 V) i srednjenaponskoj (1000 - 35000 V) mreži tokom jedne nedelje (7 dana = 168 sati), a zatim i prikazivanjem i analiziranjem rezultata merenja primenom adekvatnog softvera, moguće je stalno pratiti kvalitet električne energije u distributivnoj mreži Potrebno je pratiti vrednosti parametara i utvrditi jesu li one unutar preporučenih vrednosti Meri se: 1. kolebanje napona 2. treperenje (fliker): kratkotrajno Pst i dugotrajno Plt 3. harmonici: 2. do 40. 4. signalni upravljački naponi, međuharmonici 5. frekvencija napona napajanja 6. nesimetrija napona 7. naponski propadi ( dips ) i/ili udarna prelazna stanja (surges), prenaponi 8. prekidi napajanja 70

Granične vrednosti parametara napona prema normi EN 50160 iz 2010. godine 71

Trajanje merenja (EN 50160) ¡ ¡ ¡ ¡ Prema normi EN 50160 najčešće uzet interval merenja je desetominutni interval Intervalna vrednost napona je srednja efektivna vrednost napona tokom posmatranog intervala merenja, definisanog pomoću programske podrške Samo trajanje merenja, pri određivanju određenih parametara kvaliteta napona, može biti raznoliko Merenje kolebanja napona prema normi EN 50160 treba da traje sedam dana Ta preporuka zasnovana je na prosečnom nedeljnom opterećenju radnika a samim tim i pogona Ponedeljak i utorak – priprema posla, sreda i četvrtak – najveće opterećenje pogona, petak – smanjenje opterećenja, subota i nedelja – najmanje oterećenje radnika i pogona To ne vredi tokom godišnjih odmora i praznika Takođe, merenje nema smisla ako je kraće od 3 -4 sata, i ako je duže od 30 dana 72

ZAKLJUČAK ¡ ¡ ¡ ¡ Kvalitet električne energije u distributivnom sistemu treba da kontroliše distributivno preduzeće u skladu sa odgovarajućim nacionalnim standardima ili propisima, koji treba da budu usaglašeni sa međunarodnim standardima Postoji više važećih međunarodnih standarda koji uređuju ovu problematiku Osnovni principi ovih standarda su: Elektroenergetski sistem mora isporučivati korisnicima napon propisanog kvaliteta Svaki korisnik električne energije, dužan je da strujne harmonike, koje injektira u elektroenergetski sistem, svede u propisane granice Proizvođači električnih uređaja moraju nivo viših harmonika svesti u propisane granice U elektrodistributivnom sistemu Srbije nije pravno i tehnički još uvek uređen sistem kontrole kvaliteta električne energije Neophodnost hitnog donošenja preporuka i standarda koje uređuju kvalitet električne energije nameće i novi Zakon o energetici Republike Srbije 73

ZAKLJUČAK ¡ ¡ Budući nacionalni standardi za kontrolu kvaliteta električne energije treba da budu usaglašeni sa postojećim međunarodnim standardima (pre svega standardima iz grupe Evropskih Normi (EN)) koji uređuju problematiku kvaliteta električne energije Standardi definišu i uslove merenja pokazatelja kvaliteta električne energije, pa je potrebno da oprema koja se koristi za nadzor kvaliteta električne energije bude usaglašena sa relevantnim standardima 74