Na rozdíl od základního chápání elektřiny, které lze vyjádřit pomocí parametrů jako je spojitost, velikost napětí a kmitočet, existuje mnoho vlastností PQ.
Níže uvedený přehled uvádí klasifikaci použitou v normě ČSN EN 50160 ed. 3. Klasifikace je nezávislá na příčině jevu, nicméně spojité jevy jsou způsobeny převážně profilem zátěže, změnou zátěže nebo nelineární zátěží, zatímco napěťové události jsou obvykle důsledkem nepředvídaných událostí (například poruch) nebo vnějších příčin (například povětrnostních vlivů, činností třetích stran, vyšší mocí).
Spojité jevy
- Odchylky síťového kmitočtu
- Odchylky napájecího napětí
- Rychlé změny napětí včetně takových, které způsobují mírný flikr
- Nesymetrie napájecího napětí
- Harmonické napětí
- Meziharmonické napětí
- Napětí signálů v napájecím napět
Napěťové události
- Přerušení napájecího napětí
- Poklesy napájecího napětí
- Zvýšení napájecího napětí
- Přechodná přepětí
Pravděpodobnostní činitelé
S ohledem na původní úkol daný normou ČSN EN 50160 ed. 3 nebyly hodnoty stanovené normou považovány za meze v pravém slova smyslu, tj. hodnoty, které nelze za žádných okolností překročit.
Při stanovení hodnot charakterizujících kvalitu napájecího napětí, tj. při stanovení souboru referenčních technických parametrů zmíněných v definici PQ, je zvažován a vyhodnocován výskyt napětí v předávacím místě.
Elektřina je určitým druhem energie, nikoli konkrétní látka nebo objekt. Vyrábí se v primárních zdrojích energie v mnoha výrobních stanicích a je dodávána pomocí rozsáhlých a složitých soustav veřejných přenosových a distribučních sítí jednotlivým uživatelům sítě, z nichž každý má soukromou distribuční soustavu pro dodávku do koncových bodů, ve kterých je spotřebiče využívají pro takové účely jako je osvětlení, vytápění, jako pohon a pro mnoho elektronických spotřebičů, využívaných moderní společností. Její vlastnosti podléhají, během běžného provozu napájecí soustavy změnám, plynoucím ze změn zatížení, rušení vytvářeného určitým zařízením a výskytem poruch, které jsou způsobeny především vnějšími událostmi, a tedy se plynule mění v celém rozsahu této složité veřejné i soukromé sítě.
Napětí dodávané do libovolného předávacího místa je souhrnný výsledek toku proudu v posloupnosti obvodů v přenosových a distribučních sítích. Jedná se o funkci dvou základních proměnných odporu obvodu, proudu, který jím teče a vnějších vlivů včetně vnějších zdrojů výkonu (například rozptýlená výroba).
Ovládat lze pouze prvně uvedenou proměnnou (odpor) a to se děje především:
- volbou vodiče během konstrukce obvodu;
- změnou konfigurace/topologie elektrických sítí s novým vývojem sítě.
Proud v libovolném okamžiku závisí na spotřebičích konkrétní skupiny obsluhovaných uživatelů, připojených v tomto okamžiku a zároveň na dalších připojených zdrojích napětí, jako je rozptýlená výroba.
Vzhledem ke značné univerzálnosti a adaptibilitě elektřiny bylo v původních dokumentech UNIPEDE Characteristics of low voltage electricity supply a DISNORM 12– označujících pravděpodobnost 95 %, a také v ČSN EN 50160 ed. 3 až do nynějška pracováno s daným úkolem pomocí stanovení určitých pravděpodobnostních činitelů pro stanovené hodnoty vlastností PQ a uvedením informací s jakou pravděpodobností v čase se předpokládá (vzhledem k průměrným časům a sledovacímu období), že uvedené hodnoty nebudou překračovány.
S ohledem na danou složitost nastavení hodnot vlastností PQ a určitou nejistotu v jejich interpretaci, lze stanovit následující:
a) Volba hodnot a pravděpodobnostních činitelů:
Predikce zatížení umožňuje provozovatelům sítě předvídat proud v daném obvodu s rozumnou mírou pravděpodobnosti. Na základě tohoto předvídaného zatížení jsou zvoleny vhodné vodiče tak, aby zatížení jednotlivých vedení a uzlových napětí bylo v rámci plánovaných tolerancí. Nicméně jelikož samotná predikce podléhá určité pravděpodobnosti, je možné příležitostné překročení predikovaných hodnot.
b) Doba trvání překročení specifikovaných hodnot:
Číslo vyjadřuje pravděpodobnost, že konkrétní vlastnost PQ nebude ve sledovaném období v rozmezí definovaných hodnot.
Použití takto definovaných zbytkových pravděpodobností na vyšší počet na sebe navazujících sledovacích období měření PQ může mít za následek nepřijatelné ovlivnění elektrického zařízení a není zamýšleno na použití při specifikaci těchto reziduálních pravděpodobností.
c) Úprava hodnot PQ nebo pravděpodobnostní činitelé:
Při rozhodování o změně stanovených hodnot vlastností PQ na více omezující, byl zvažován příklon k výsledné úrovni spolehlivosti nebo případné náklady na posílení sítě, umožňující konzervativnější předpověď úrovní proudu.
Podobně při zvažování snížení zbytkové stanovené pravděpodobnosti pro překročení daných hodnot PQ, byla zohledněna potřeba dalších investic do posílení sítě nebo změna profilu zatížení.
Volba úrovně (například 95 %) se týká pouze malého počtu uživatelů sítě, viz zobrazení na obr. 1. Ten ukazuje, jak často je úroveň rušení nižší než práh. Jako příklad se uvažuje napětí páté harmonické a prahová hodnota je 6,0 % Un.
Princip konstrukce elektrických sítí je takový, že u většiny uživatelů sítě je napětí páté harmonické vždy nižší než 6 % Un. Pouze u malé části uživatelů sítě je tato mez příležitostně překročena, ale i tak u těchto uživatelů napětí páté harmonické menší než 6 % po alespoň 95 % času.
Velikost trojúhelníkové části na obrázku se výrazně mění podle uživatelů sítě v závislosti, kromě jiného, na hustotě zákazníků, přesto se tato u většiny provozovatelů sítě týká pouze malé části uživatelů. Způsoby konstrukce používané provozovateli sítí se zaměřují na udržení úrovní rušení pod mezními hodnotami po celou dobu a pro všechny uživatele. Nicméně občas toho nelze z různých dosáhnout u všech uživatelů. Většinou se jedná o ekonomické příčiny, typické u uživatelů v odlehlých končinách, nicméně občas existují i jiné příčiny.
Ověření shody s normou ČSN EN 50160 ed. 3
U příslušných zkoušek jsou nezbytné některé specifikace jako zvažované třídy měření výkonnosti, měření neurčitostí, agregace měření v průběhu času, sledovací období a koncepty označování umožňující vyloučit agregované hodnoty v případě poklesů, zvýšení a přerušení.
Není úkolem ČSN EN 50160 ed. 3 definovat metody měření PQ. Vzhledem k tomu byla ČSN EN 50160 ed. 3 v roce 2003 doplněna o ČSN EN 61000-4-30 ed. 3, kromě toho byla s touto EN dána také první normalizace definice pro PQ.
