Typické rychlé změny napětí jsou často důsledkem spínání zatížení a nepřesahují velikost +5 % nebo -5 % jmenovitého nebo dohodnutého napětí. Toto omezení je možné proto, že připojování zatížení, která mohou vyvolávat rychlé změny napětí obvykle podléhá směrnicím.
Nicméně za určitých podmínek se mohou občas vyskytovat vyšší hodnoty až do 10 %. Tyto vyšší hodnoty mohou nastat například ve venkovských oblastech na koncích dlouhých vedení pro napájení zemědělských usedlostí, kde se používají velké motory (ventilátory, čerpadla, kompresory apod.).
EN 50160 uvádí, že za normálních provozních podmínek rychlá změna napětí v sítích nn obvykle nepřesáhne 5 % Uc, avšak za určitých okolností se mohou několikrát za den vyskytnout krátkodobé změny do 10 % Uc. Naproti tomu u vn sítí za normálních provozních podmínek nepřesahují rychlé změny napětí 4 % Uc, avšak za určitých okolností se mohou vyskytnout několikrát za den krátkodobé změny až do 6 % Uc.
Důvodem pro užší rozsah u sítí vn je, že pro připojení zatížení do sítí vn se uplatňují přísnější omezení, než u sítí nn. Vyplývá to z většího počtu odběratelů, ovlivňovaných událostmi v síti vn.
Míra vjemu flikru
Flikr je jev, který působí na vizuální vnímání člověka změnami světelného toku světelných zdrojů, vyvolanými rychlým kolísáním napětí, jimiž jsou napájeny. V tomto případě kolísání napětí spočívá ze sledu rychlých změn napětí, následovaných dostatečně těsně po sobě tak, že stimulují odezvu oka v mozku, definovanou jako flikr.
Obtěžování, způsobované flikrem, je funkcí jak intenzity vnímání, tak trvání vystavení, proto se závažnost flikru popisuje dvěma parametry: krátkodobou mírou vjemu Pst (měřenou po 10 minutách) a dlouhodobou mírou vjemu Plt (měřenou po 120 minutách).
Limit je stanoven pouze pro parametr dlouhodobá míra vjemu flikru Plt (95% percentil), neboť se pro popis napájecího napětí považuje za důležitější.
Udržení úrovní flikru na nebo pod hladinami, specifikovanými v EN 50160 vyžaduje, aby zařízení splňovalo příslušné emisní limity. Rušení způsobovaná některým zařízením vzniká proudem generovaným zařízením, protékajícím impedancí sítě. Úroveň rušení je funkcí jak velikosti proudu, tak impedance. Emisní limity pro takové zařízení se stanoví na základě vztažné impedance sítě, jak je uvedeno v IEC 60725 Uvažování vztažných impedancí, používaných pro stanovení charakteristik rušení spotřebičů pro domácnosti a podobných elektrických zařízení.
Poklesy napájecího napětí
Pokles napájecího napětí je náhlé snížení efektivního napětí pod 90 % jeho dohodnuté hodnoty, následované návratem na hodnotu nad 90 % dohodnuté hodnoty napětí za dobu od 10 ms do 180 s. Obrázek 1 ukazuje zjednodušený tvar poklesu napětí tak, aby vyjádřil základní parametry, kterými je jev charakterizován: hloubka (ΔV) a trvání (Δt). Tato definice poklesu napětí je konvenční, odvozená z praktických zkušeností. Podrobnější popis poklesu napětí je v IEC 61000-2-8, metod měření v IEC 6100-4-30.
Hloubka poklesu (ΔU)
Požadavky praktického měření vyžadují, aby se úroveň napětí, registrovaná během poklesu napětí vztahovala k referenčnímu napětí, typicky vůči jmenovitému napětí nebo dohodnutému napětí, spíše než ke skutečnému napájecímu napětí na začátku poklesu. Tím se zajistí, že snížení napájecího napětí na 0 V odpovídá snížení o 100 %.
Podle IEC 61000-2-8 je moderní pohled na popis hloubky poklesu napětí takový, že se uvádí zbytkové napětí, tj. minimální hodnota napětí zaznamenaná během poklesu, jako % nebo poměrná hodnota (p.u.) referenčního napětí. Tudíž hloubka poklesu napětí je rozdílem mezi referenčním napětím a zbytkovým napětím.
Pokles napětí se definuje jako jedna událost, bez ohledu na průběh a počet postižených fází. Je to proto, že většina průmyslových a komerčních odběratelů má v současné době třífázové napájení, tyto instalace však obsahují často jednofázová zařízení, která jsou citlivá na poklesy napětí.
Vícefázová událost se považuje za jednu událost, jestliže se události v jednotlivých fázích časově překrývají.
Je také nutno rozlišovat mezi poklesem napětí a přerušením (stav bez napájecího napětí). Je skutečností, že krátká přerušení trvající méně než 180 s se mohou také považovat za 100 % pokles napětí a to by mohlo při klasifikaci vést ke zmatku. EN 50160 přijala (v době svého vzniku) konvenční práh 1 % dohodnutého napětí (hloubka poklesu 99 %). Jestliže úroveň napájecího napětí klesne pod 1 % Uc, je jev považován za krátké přerušení, jinak je klasifikován jako pokles napětí.
Příčiny a účinky poklesů napětí jsou uvedeny ve zprávě UNIPEDE.
Indikativní hodnota „očekávaného počtu poklesů napětí za rok může být od několika desítek do jednoho tisíce" vychází z hodnot uvedených v tabulce 2, která je převzata z níže uvedené zprávy UNIPEDE.
Trvání poklesu napětí (Δt)
Podle IEC 61000430-4-30 je trvání poklesu napětí definováno jako časový interval mezi okamžikem, kdy napětí poklesne pod prahovou hodnotu do okamžiku, kdy je napětí rovno nebo vyšší než prahová hodnota plus případné hysterezní napětí. Hystereze je okrajová hodnota prahových hodnot používaná při měření, aby se zamezilo kmitání naměřených hodnot, když se měřený parametr pohybuje kolem prahové úrovně.
Dolní hranice trvání je přirozeně 10 ms (půl periody 50 Hz) proto, že je to minimální doba, za níž lze stanovit efektivní hodnotu. Horní hranice trvání je 180 s tak, aby zahrnula účinky spínání zatížení a činnosti přepínače odboček transformátoru v napájené síti nebo v instalaci odběratele.
Přehled UNIPEDE
Skupina expertů DISDIP provedla koordinovanou měřící kampaň po období tří roků v devíti zemích s různými klimatickými podmínkami a konfiguracemi sítí, aby poskytla lepší znalosti o poklesech napětí v evropských sítích vn.
Přehled byl prováděn na 126 místech při standardizovaných podmínkách měření a kritériích vyhodnocování pro maximální dobu trvání poklesu 60 s tak, aby se co nejvíce zahrnuly zřídka se vyskytující dlouhá trvání poklesů. Měření se prováděla na přípojnicích vn distribučních transformátorů v různých místech s cílem zajistit, aby výsledky bylo možno považovat za representativní pro veřejné nn distribuční sítě.
Získané výsledky sumarizuje tabulka 1. Každá buňka tabulky představuje kombinaci výsledků ze všech lokalit a udává počet událostí, náležejících k odpovídajícím třídám hloubky a trvání, jež je možno očekávat, že se vyskytnou za rok a s pravděpodobností 95 % nebude překročen. Je třeba poznamenat, že podle výše uvedených kritérií se údaje v posledním řádku mají považovat za přerušení napětí a nikoliv za poklesy napětí.
Hodnoty v buňkách, zaregistrované během jednoho roku ve všech lokalitách měření se třídily od nejnižší po nejvyšší hodnotu. Tabulka 1 uvádí samostatně pro každou buňku hodnotu, která se překročí jen v 5% lokalit. Jelikož každá buňka se počítá nezávisle na jiných, 95% hodnota každé buňky se může týkat jiných lokalit. To značí, že součet hodnot za všechny buňky v řádku nebo ve sloupci nedává přesně 95% hodnot celého přehledu za hloubku a trvání. Skutečných 95% hodnot hloubky nebo trvání nebo hloubky a trvání je normálně menší, než odpovídající součet, který lze počítat z řádků nebo sloupců tabulky 1.
Jak ukázaly výsledky měření UNIPEDE, většina poklesů napětí má trvání kratší než 1s (článek 2.5. EN 50160).
Hloubku a trvání poklesů napětí lze získat měřením efektivní hodnoty napětí v každé polovině periody mezi dvěma průchody napětí nulou.
Ačkoliv přehled UNIPEDE uvádí přesnější představu o tom, co lze očekávat, pokud jde o poklesy napětí, rozvodné společnosti mohou obvykle poskytovat kvantitativní informace o situaci v konkrétních oblastech sítě podle vlastních zkušeností. Nicméně někdy jsou žádoucí konkrétnější informace o četnosti a závažnosti poklesů, zejména když odběratel provozuje technologické procesy, které jsou citlivé na poruchy napájení. Takové případy nebo případy stížností odběratelů vyžadují podrobnější prošetření.
