Jakość energii elektrycznej dostarczanej przez sprzedawcę powinna spełniać kryteria jakościowe określone w rozporządzeniu [1] i ustawie [2].
Kilka słów stępu
Niewłaściwa praca naszej sieci i odbiorników energii elektrycznej może nastręczać nas pytaniami czy energia elektryczna dostarczana przez sprzedawcę jest odpowiedniej jakości. Parametry jakościowe energii elektrycznej są ściśle określone w przepisach, pozostaje kwestia ich zmierzenia i sprawdzenia czy spełniają odpowiednie standardy.
Grupy przyłączeniowe
Rozdział 2 rozporządzenia [1] brzmi: Kryteria podziału na grupy podmiotów ubiegających się o przyłączenie oraz warunki przyłączenia do sieci
1.Podmioty ubiegające się o przyłączenie do sieci dzieli się na grupy, zwane dalej „grupami przyłączeniowymi”, według następujących kryteriów:
1) grupa I – podmioty, których urządzenia, instalacje i sieci są przyłączane bezpośrednio do sieci o napięciu znamionowym wyższym niż 110 kV;
2) grupa II – podmioty, których urządzenia, instalacje i sieci są przyłączane bezpośrednio do sieci o napięciu znamionowym 110 kV;
3) grupa III – podmioty, których urządzenia, instalacje i sieci są przyłączane bezpośrednio do sieci o napięciu znamionowym wyższym niż 1 kV, lecz niższym niż 110 kV;
4) grupa IV – podmioty, których urządzenia, instalacje i sieci są przyłączane bezpośrednio do sieci 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, których urządzenia, instalacje i sieci są przyłączane bezpośrednio do sieci 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, których urządzenia, instalacje i sieci są przyłączane do sieci poprzez tymczasowe przyłącze, które będzie, na zasadach określonych w umowie, zastąpione przyłączem docelowym, lub podmioty, których urządzenia, instalacje i sieci są przyłączane do sieci na czas określony, lecz nie dłuższy niż rok.
2.Napięcie znamionowe, o którym mowa w ust. 1, określa się w miejscu dostarczania energii elektrycznej.
Grupa I i II to są podmioty, które których instalacje są bezpośrednio podłączone do sieci o napięciu 110kV lub wyższym;
Grupa III jak widzimy dotyczy tych, którzy są zasilani z sieci o napięciu od 1kV lecz mniejszym od 110kV – podłączenie do sieci może być bezpośrednie lub pośrednie poprzez transformator zasilający.
Grupa IV i V to podmioty, które są podłączone do sieci o napięciu znamionowym nie większym od 1kV, w zależności jaką moc zamierzmy pobierać to albo będziemy w grupie IV (gdy moc przyłączeniowa będzie powyżej 40kW) lub do grupy V w przypadku pozostałych odbiorców – znakomita większość odbiorców w Polsce należy do grupy V.
Grupa VI dotyczy instalacji tymczasowych – np. możemy zamówić tymczasowe łącze na czas budowy to wtedy sprzedawca energii nas do tej grupy zaliczy.
Jakość energii elektrycznej dostarczanej przez sprzedawcę
Jakość energii elektrycznej dostarczanej przez sprzedawcę, jej minimalne parametry zależą od tego do jakiej grupy zostaliśmy przydzieleni. Rozporządzenie [1] w rozdziale 10 zatytułowanym: Parametry jakościowe energii elektrycznej i standardy jakościowe obsługi odbiorców oraz sposób załatwiania reklamacji
opisuje minimalne parametry jakościowe energii, w sposób następujący:
§ 38. Parametry jakościowe energii elektrycznej dla podmiotów zaliczanych do grup przyłączeniowych I i II
1. Dla podmiotów zaliczanych do grup przyłączeniowych I i II ustala się następujące parametry jakościowe energii elektrycznej w przypadku sieci funkcjonującej bez zakłóceń:
1) wartość średnia częstotliwości mierzonej przez 10 sekund w miejscach przyłączenia powinna być zawarta w przedziale:
a) 50 Hz ±1 % (od 49,5 Hz do 50,5 Hz) przez 99,5 % tygodnia,
b) 50 Hz +4 % / -6 % (od 47 Hz do 52 Hz) przez 100 % tygodnia;
2) w każdym tygodniu 95 % ze zbioru 10-minutowych średnich wartości skutecznych napięcia zasilającego powinno mieścić się w przedziale odchyleń:
a) ±10 % napięcia znamionowego dla sieci o napięciu znamionowym 110 kV i 220 kV,
b) +5 % / -10 % napięcia znamionowego dla sieci o napięciu znamionowym 400 kV;
3) przez 95 % czasu każdego tygodnia, wskaźnik długookresowego migotania światła Plt spowodowanego wahaniami napięcia zasilającego nie powinien być większy od 0,8;
4) w ciągu każdego tygodnia 95 % ze zbioru 10-minutowych średnich wartości skutecznych:
a) składowej symetrycznej kolejności przeciwnej napięcia zasilającego powinno mieścić się w przedziale od 0 % do 1 % wartości składowej kolejności zgodnej,
b) dla każdej harmonicznej napięcia zasilającego powinno być mniejsze lub równe wartościom określonym w poniższej tabeli:
Harmoniczne nieparzyste |
Harmoniczne parzyste |
niebędące krotnością 3 |
będące krotnością 3 |
rząd harmonicznej (h) |
wartość względna napięcia w procentach składowej podstawowej (uh) |
rząd harmonicznej (h) |
wartość względna napięcia w procentach składowej podstawowej (uh) |
rząd harmonicznej (h) |
wartość względna napięcia w procentach składowej podstawowej (uh) |
|
|
5 |
2 % |
3 |
2 % |
2 |
1,5 % |
7 |
2 % |
9 |
1 % |
4 |
1 % |
11 |
1,5 % |
15 |
0,5 % |
>4 |
0,5 % |
13 |
1,5 % |
>21 |
0,5 % |
|
|
17 |
1 % |
|
|
|
|
19 |
1 % |
|
|
|
|
23 |
0,7 % |
|
|
|
|
25 |
0,7 % |
|
|
|
|
>25 |
0,2 + 0,5 * (25/h) |
|
|
5) współczynnik odkształcenia wyższymi harmonicznymi napięcia zasilającego THD, uwzględniający wyższe harmoniczne do rzędu 40, powinien być mniejszy lub równy 3 %;
6) warunkiem utrzymania parametrów napięcia zasilającego w granicach określonych w pkt 1-5 jest pobieranie przez odbiorcę mocy czynnej nie większej od mocy umownej, przy współczynniku tg φ nie większym niż 0,4.
2. Dla podmiotów zaliczanych do grup przyłączeniowych I i II parametry jakościowe energii elektrycznej dostarczanej z sieci, o których mowa w ust. 1, mogą być zastąpione w całości lub w części innymi parametrami jakościowymi tej energii określonymi przez strony w umowie sprzedaży energii elektrycznej albo w umowie o świadczenie usług przesyłania lub dystrybucji energii elektrycznej.
3. Dla podmiotów zaliczanych do grup przyłączeniowych III-V ustala się następujące parametry jakościowe energii elektrycznej – w przypadku sieci funkcjonującej bez zakłóceń:
1) wartość średnia częstotliwości mierzonej przez 10 sekund powinna być zawarta w przedziale:
a) 50 Hz ±1 % (od 49,5 Hz do 50,5 Hz) przez 99,5 % tygodnia,
b) 50 Hz +4 % / -6 % (od 47 Hz do 52 Hz) przez 100 % tygodnia;
2) w każdym tygodniu 95 % ze zbioru 10-minutowych średnich wartości skutecznych napięcia zasilającego powinno mieścić się w przedziale odchyleń ±10 % napięcia znamionowego;
3) przez 95 % czasu każdego tygodnia wskaźnik długookresowego migotania światła Plt spowodowanego wahaniami napięcia zasilającego nie powinien być większy od 1;
4) w ciągu każdego tygodnia 95 % ze zbioru 10-minutowych średnich wartości skutecznych:
a) składowej symetrycznej kolejności przeciwnej napięcia zasilającego powinno mieścić się w przedziale od 0 % do 2 % wartości składowej kolejności zgodnej,
b) dla każdej harmonicznej napięcia zasilającego powinno być mniejsze lub równe wartościom określonym w poniższej tabeli:
Harmoniczne nieparzyste |
Harmoniczne parzyste |
niebędące krotnością 3 |
będące krotnością 3 |
rząd harmonicznej (h) |
wartość względna napięcia w procentach składowej podstawowej (uh) |
rząd harmonicznej (h) |
wartość względna napięcia w procentach składowej podstawowej (uh) |
rząd harmonicznej (h) |
wartość względna napięcia w procentach składowej podstawowej (uh) |
|
|
5 |
6 % |
3 |
5 % |
2 |
2 % |
7 |
5 % |
9 |
1,5 % |
4 |
1 % |
11 |
3,5 % |
15 |
0,5 % |
>4 |
0,5 % |
13 |
3 % |
>15 |
0,5 % |
|
|
17 |
2 % |
|
|
|
|
19 |
1,5 % |
|
|
|
|
23 |
1,5 % |
|
|
|
|
25 |
1,5 % |
|
|
|
|
5) współczynnik odkształcenia wyższymi harmonicznymi napięcia zasilającego THD uwzględniający wyższe harmoniczne do rzędu 40, powinien być mniejszy lub równy 8 %;
6) warunkiem utrzymania parametrów napięcia zasilającego w granicach określonych w pkt 1-5 jest pobieranie przez odbiorcę mocy nie większej od mocy umownej, przy współczynniku tgφ nie większym niż 0,4.
4. Przedsiębiorstwo energetyczne, do którego sieci są przyłączeni odbiorcy, może ustalić, dla poszczególnych grup przyłączeniowych, dopuszczalne poziomy zaburzeń parametrów jakościowych energii elektrycznej niepowodujących pogorszenia parametrów określonych w ust. 1 i 3 albo ustalonych w umowie sprzedaży energii elektrycznej lub umowie przesyłowej.
5. Napięcie znamionowe sieci niskiego napięcia odpowiada wartości 230/400V.
6. Dla grupy przyłączeniowej VI parametry jakościowe energii elektrycznej dostarczanej z sieci określa umowa o świadczenie usług przesyłania lub dystrybucji albo umowa kompleksowa.
7. Podmioty przyłączone do sieci o napięciu znamionowym 110 kV i wyższym powinny wprowadzać do tej sieci lub pobierać z tej sieci moc bierną przy współczynniku tg φ mniejszym niż 0,4.
W dużym uproszczeniu, jakość energii elektrycznej dostarczanej przez sprzedawcę można zmierzyć analizatorami jakości energii. Ocenie jakościowej podlegają wymienione powyżej różne współczynniki, co więcej sposób pomiaru również został podany.
Sposób pomiaru w zasadzie dotyczy pomiaru o długości minimum jednego tygodnia, w trakcie którego mierzy takie parametry jakości energii jak:
- średnią częstotliwość w przedziałach 10-cio sekundowych,
- średnią skuteczną wartość napięcia w przedziałach 10-cio minutowych,
- wskaźnik długookresowego migotania światłą Plt,
- w przedziałach 10-cio minutowych sprawdzamy udział składowej symetrycznej kolejności przeciwnej w napięciu,
- w przedziałach 10-cio minutowych sprawdzamy również udział poszczególnych harmonicznych napięcia, wyszczególnionych w tabeli,
- sprawdzamy wartość współczynnika THD do 40 harmonicznej,
Rozporządzenie posługuje się takim zapisem: w każdym tygodniu 95 % ze zbioru 10-minutowych co oznacza iż mierząc przez okres jednego tygodnia jakość energii, dzielimy cały ten okres na 10-cio minutowe przedziały – otrzymujemy: 1008 próbek 10-cio minutowych (7x24x60/10). Dostawca energii spełni swoją umowę jeżeli 10-cio minutowe próbki w 95% będą spełniały swoje parametry tzn 957,6 tych próbek będzie w normie. Oznacza to również iż 50,4 próbek 10-cio minutowych (tj. ponad8 godzin) nie musi spełniać norm jakościowych określonych w rozporządzeniu [1].
Pomiary jakości energii elektrycznej
Pomiary jakości energii wykonuje się specjalną grupą mierników nazywaną analizatorami jakości energii. Mierniki te muszę cechować się:
- odpowiednią klasą pomiarową (najlepiej A – wtedy możemy wyniki rejestracji przywoływać w ewentualnych sporach sądowych z dostawcą energii),
- analiza parametrów jakości winna być możliwa wg różnych standardów – dla Polski są to norma [3] oraz rozporządzenie [1],
- wskazana synchronizacja czasu z GPS,
- analizator powinien umożliwiać podłączenie się do różnych sieci poprzez odpowiednie akcesoria pomiarowe,
- software powinien zapewnić możliwość tworzenia raportów, wykresów i eksportowania danych,
- zalecam również z własnego doświadczenia, aby analizator taki miał również możliwości oscyloskopu cyfrowego.
Posumowanie
Jakość energii elektrycznej dostarczanej przez sprzedawcę jest określona przepisami, można w związku z tym ją zmierzyć i ewentualnie ubiegać się o jej poprawę w przypadku gdy mamy podejrzenia iż energia elektryczna dostarczana przez sprzedawcę jest „złej” jakości. Nim jednak wstąpimy w spór z dostawcą, należy odpowiedzieć sobie na pytanie: czy aby sami nie psujemy sobie jakości energii elektrycznej z powodu odbiorników, które pobierają np. w sposób dorywczy lub nieliniowy prąd…
Literatura
- Rozporządzenie ministra gospodarki z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego(Dz.U. 2007 nr 93 poz. 623).
- Ustawa z dnia 15 kwietnia 2011 r. o efektywności energetycznej (Dz.U. 2011 nr 94 poz. 551).
- PN-EN 50160:2010 – wersja polska Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach elektroenergetycznych