Poklesy a krátká přerušení napětí

Krátkodobý pokles napětí je dvojrozměrný rušivý jev, poněvadž úroveň rušení stoupá v závislosti jak na hloubce poklesu, tak i na době jeho trvání.
Hloubka poklesu napětí závisí na blízkosti vyšetřovaného bodu k bodu distribuční soustavy, ve kterém se vyskytne zkrat a na reakci ochranných a řídicích systémů použitých v předmětné konkrétní distribuční soustavě. V tomto bodu se napětí zhroutí téměř k nule tak, že hloubka poklesu se blíží 100 %. V případě ostatních událostí s příčinnou souvislostí, jako jsou kolísání velkých odběrů zátěží, budou hloubky poklesů menší.
Krátkodobý pokles napětí může trvat méně, než desetinu sekundy, vyskytne-li se tato událost v přenosové soustavě a je odstraněna velmi rychlými jistícími systémy nebo je-li použit systém samočinného opětného zapínání. Ovlivňuje-li poruchový stav nižší úroveň napětí a je-li odstraněn určitým systémem ochran, pak může trvat až několik sekund. Většina krátkodobých poklesů napětí trvá mezi polovinou periody a 1 000 ms.
Určitý počet krátkodobých poklesů napětí je závažných jen, je-li odolnost daného přístroje po dobu trvání poklesu nedostatečná nebo uvažuje-li se, zda daný proces nepotřebuje zvláštní úroveň odolnosti.
U konkrétního vedení se zahrnuje určitý počet krátkodobých poklesů napětí vytvářených poruchovými stavy na jiných vedeních ve stejné distribuční soustavě a krátkodobých poklesů napětí přicházejících z nadřazené soustavy. Ve venkovských oblastech napájených venkovními vedeními může počet krátkodobých poklesů napětí dosáhnout několika stovek za rok v závislosti na konkrétním počtu úderů blesku a na meteorologických podmínkách oblasti. V kabelových distribučních soustavách poslední informace naznačují, že individuální zákazník elektřiny připojený na nízké napětí může být vystaven krátkodobým poklesům napětí o četnosti asi od deseti až do sta za rok, v závislosti na místních podmínkách.
Krátká přerušení napájení mohou trvat až do 180 s podle typu opětného zapínání nebo přenosového systému použitého u venkovních sítí. Krátká přerušení napájení jsou často předcházena krátkodobými poklesy napětí (viz také ČSN 33 3431-2-8).
Pokud jde o kompatibilní úrovně, hlavním požadavkem v případě krátkodobých poklesů napětí je umožnění koordinace úrovní odolnosti. Kompatibilní úroveň by měla, pro reflektování úrovně rušení, být vyjádřena dvojrozměrným způsobem. Pro umožnění tohoto přístupu nejsou zatím k dispozici dostatečná data.

Mimoto v případě krátkých přerušení nebo závažnějších krátkodobých poklesů napětí, není pro odolnost elektrického zařízení, v užším slova smyslu, vhodná koncepce. To proto, že žádný elektrický přístroj nemůže nekonečně pracovat podle určení, není-li energií napájen. Odolnost proti těmto rušením je proto záležitostí buď rychlého obnovení dodávky energie z náhradního zdroje, nebo uspořádáním zařízení a k němu přidruženého procesu, aby se adaptovaly na krátké přerušení nebo zmenšení dodávky energie určeným způsobem, často s bezpečností a omezením poškození jako hlavními cíli.
Krátké přerušení napětí může být považováno za pokles napětí s hloubkou 100%.
Hloubka poklesu napětí je definována jako rozdíl mezi napětím během poklesu napětí a jmenovitým napětím (viz obrázek 2). Hloubka se vyjadřuje v procentech jmenovitého napětí.
Pokles napětí, jehož hloubka je konstantní během jeho trvání, může být charakterizován dvěma hodnotami, hloubkou ΔU a trváním Δt.
Některý pokles složitějšího tvaru může být charakterizován více páry hodnot (ΔU, Δt). Takové poklesy komplexního tvaru jsou však poměrně vzácné a pro praktické účely mohou být charakterizovány jejich maximální hloubkou a celkovým trváním.
Změny napětí, které nezmenšují napětí v bodu, který se vyšetřuje, na méně než 90% jmenovitého napětí, nejsou považovány za poklesy napětí. Tyto změny jsou v oblasti odchylek napětí (způsobenými stupňovitými změnami zatížení) a v oblasti kolísání napětí (viz PNE 33 3430-2), způsobeného rychlými a opakujícími se změnami zatížení (viz první změna napětí v obrázku 2).
K pochopení je podstatné, že určitému počtu poklesů napětí se v distribuční soustavě nevyhneme a že pro většinu zařízení je běžné akceptovat riziko omezeného počtu nesprávného fungování způsobeného tímto typem rušení.
Dva parametry ΔU a Δt, hloubka a trvání, nemohou být v distribuční soustavě prakticky omezovány pasivními prvky (filtry). Jedinou možností je překlenutí poklesů a krátkých přerušení napětí z náhradního zdroje.
Pro danou distribuční soustavu může být, jako její charakteristická vlastnost, stanovena četnost výskytu poklesů napětí s hloubkami a trváními obsaženými v daném intervalu. Hloubky však nejsou nutně stejné ve všech třech fázích.

Příčiny poklesů napětí a krátkých přerušení napětí

Poklesy a krátká přerušení napětí mohou být způsobeny spínacími operacemi, při nichž jsou zapínány velké odběry nebo zkratovými poruchami a následnou funkcí ochran. Tyto poruchy mohou pocházet ze zákaznických soustav, z veřejných distribučních soustav nebo mohou být způsobeny atmosférickými vlivy.
Poklesy napětí jsou také způsobeny změnami jalového a činného proudu odebíraného zátěžemi připojenými k distribuční soustavě a tak způsobujícími změny úbytku napětí na impedanci sítě. V určitých případech mohou být poklesy napětí způsobeny změnami zkratového výkonu, způsobenými změnami ve skladbě generátorů nebo změnami v konfiguraci distribuční soustavy.

Účinky poklesu napětí a krátkých přerušení napětí

Poklesy napětí a krátká přerušení napětí mohou rušit zařízení připojená do distribuční soustavy. Typy nepříznivých vlivů, které mohou být způsobeny poklesem nebo krátkým přerušením napětí jsou:

• zhášení výbojek;
• narušení funkce regulačních přístrojů;
• změny rychlosti nebo zastavování motorů;
• vypínání stykačů;
• výpočetní chyby počítačů a ztráta dat v paměti;
• chybná funkce měřicích přístrojů vybavených elektronikou;
• ztráta synchronního chodu synchronních motorů a generátorů;
• komutační chyby tyristorových můstků pracujících ve střídačovém režimu.