Wpływ jakości energii elektrycznej dostarczanej do urządzeń elektrycznych, które muszą funkcjonować w czasie pożaru, na warunki ewakuacji (część 1.)

Wysoka temperatura towarzysząca pożarowi powoduje wzrost rezystancji przewodów zasilających, a w jego wyniku – spadek napięcia i zasilanie urządzeń wspomagających ewakuację zbyt niskim napięciem, co prowadzi do zmniejszenia intensywności świecenia źródeł światła, zmniejszenia wydatku pomp i wentylatorów oraz zniekształceń przekazywanych komunikatów za pomocą DSO.

W artykule zostały przedstawione wymagania norm i przepisów dotyczących parametrów jakościowych energii elektrycznej dostarczanej do odbiorników oraz zaburzenia wybranych odbiorników powodowane przez zakłócenia pojawiające się w elektroenergetycznej sieci zasilającej. W drugiej części artykułu zostaną przedstawione podstawowe sposoby eliminacji zakłóceń oraz poprawy niezawodności dostaw energii elektrycznej z wykorzystaniem różnych środków technicznych.

zasilanie energią elektryczną i związane z tym problemy

Energia elektryczna jest dostarczana odbiorcom w formie napięcia przemiennego o jedno- i trójfazowych sinusoidalnych przebiegach charakteryzowanych m.in. przez następujące parametry: częstotliwość, amplitudę, kształt (zawartość wyższych harmonicznych). Chociaż napięcie wytwarzane w elektrowni jest prawie idealne, nie można tego powiedzieć o tym, które dociera do użytkownika, gdzie mamy do czynienia z różnymi zakłóceniami, takimi jak: impulsy i przepięcia, spadki napięć, wahania częstotliwości, przerwy w zasilaniu. Na rysunku 1. została przedstawiona wizualizacja typowych zakłóceń napięcia, mających istotny wpływ na pracę urządzeń elektrycznych.

Źródłami zakłóceń są zdarzenia występujące podczas przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej spowodowane czynnikami atmosferycznymi (burze, opady, mróz, wiatr itp.), czynnościami łączeniowymi oraz wpływem otoczenia elektrycznego (anomalie w pracy urządzeń dużej mocy, działanie innych odbiorników o niesinusoidalnym poborze prądu, awarie sieci itd.). Dlatego, mimo ciągłego udoskonalania sieci dystrybucyjnej i jakości dostarczanego „produktu”, jakim jest energia elektryczna, zakłócenia pojawiają się i ich całkowite wyeliminowanie nie jest technicznie możliwe.

wymagania w zakresie jakości energii elektrycznej określone w normach i przepisach

Istnieją dwa zasadnicze czynniki składające się na jakość zasilania energią elektryczną: jakość energii oraz niezawodność dostaw energii.

Parametry oceny jakości energii elektrycznej zostały określone w normie PN-EN 50160:2005 Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach rozdzielczych [3] oraz PN-EN 61000 Kompatybilność elektromagnetyczna [6]. Norma PN-EN 50160 [3] definiuje parametry napięcia zasilającego oraz podaje dopuszczalne przedziały ich odchyleń w punkcie wspólnego przyłączenia w publicznych sieciach rozdzielczych nn (napięcie nominalne międzyprzewodowe nie wyższe od 1000 V, oraz SN (napięcie nominalne międzyprzewodowe w zakresie 1 kV do 35 kV), w normalnych warunkach eksploatacyjnych. Norma ta nie precyzuje wymagań w odniesieniu do warunków odniesionych do następujących sytuacji: zwarcie, zasilanie tymczasowe, sytuacje wyjątkowe pozostające poza kontrolą dostawcy:

• złe warunki atmosferyczne i stany klęsk żywiołowych,
• zakłócenia spowodowane przez osoby trzecie,
• niedobór mocy wynikający ze zdarzeń zewnętrznych,
• zakłócenia powstające wskutek awarii urządzeń, których dostawca nie mógł przewidzieć.

Zgodnie z normą PN-EN 50160 [3] parametry napięcia zasilającego można definiować następująco:

• napięcie zasilające (U_n) – wartość skuteczna napięcia w określonej chwili w złączu sieci elektroenergetycznej, mierzona przez określony czas.
• napięcie nominalne – wartość napięcia określająca i identyfikująca sieć elektroenergetyczną, do której odniesione są pewne parametry charakteryzujące jej pracę,
• deklarowane napięcie zasilające (U_c) – jest w warunkach normalnych równe napięciu nominalnemu (U_c=U_n). Jeżeli w złączu w wyniku porozumienia zawartego pomiędzy odbiorcą i dostawcą napięcie różni się od nominalnego, wówczas to napięcie nazywa się napięciem deklarowanym (U_c),
• normalne warunki pracy – stan pracy sieci rozdzielczej, w którym spełnione są wymagania dotyczące zapotrzebowania mocy, obejmujący operacje łączeniowe i eliminację zaburzeń przez automatyczny system zabezpieczeń przy równoczesnym braku wyjątkowych okoliczności spowodowanych wpływami zewnętrznymi lub czynnikami pozostającymi poza kontrolą dostawcy,