Energia elektryczna jest formą energii, którą charakteryzuje uniwersalność i łatwość zastosowania. Wykorzystuje się ją poprzez przekształcanie jej na wiele innych postaci energii, takich jak ciepło, światło czy energia mechaniczna. W postaci elektromagnetycznej, elektronicznej, akustycznej czy wizualnej, stanowi podstawę współczesnych systemów telekomunikacyjnych, technologii informatycznych i przemysłu rozrywkowego.
Energia elektryczna w postaci dostarczanej do użytkowników sieci ma kilka zmiennych cech, które decydują o jej przydatności dla danego użytkownika sieci. Pod względem użytkowym napięcie zasilania powinno się zmieniać ze stałą częstotliwością, sinusoidalnie, i utrzymywać stałą wartość. W praktyce występuje wiele czynników, które mogą powodować odchylenia od takiego stanu, łącznie ze sposobem wykorzystania energii. Ponadto energia elektryczna stanowi produkt unikalny pod tym względem, że jest zużywana w momencie jej wytworzenia, zatem pomiar i ocena jakości energii elektrycznej (ang. Power Quality) również muszą się odbywać natychmiastowo. Norma EN 50160 zawiera opis charakterystyki energii elektrycznej w miejscu dostarczenia jej do odbiornika pod względem napięcia przemiennego.
Zapewnienie wysokiej jakości energii jest problemem złożonym, ponieważ na proces ten wpływają działania trzech stron:
- wytwórcy energii i operatora systemu,
- producenta urządzeń elektrycznych,
- użytkownika sieci (konsumenta energii), użytkownika takich urządzeń.
Relację tę ilustruje Rys.1.
Rys.1. Ilustracja wzajemnej zależności między trzema stronami współuczestniczącymi w procesie zapewniania jakości energii elektrycznej.
Każda z tych stron wpływa na jakość energii w różnym stopniu i ma inne obowiązki:
- Po stronie operatora sieci: dostarczanie energii w ilości zgodnej z zapotrzebowaniem w sieci, utrzymywanie sieci w dobrym stanie, np. utrzymywanie mocy zwarciowej na wystarczającym poziomie oraz zapewnianie redundancji w sieci w celu spełnienia wymagań stawianych przez stosowne normy.
- Po stronie użytkownika sieci: dobór urządzeń, zapewnienie ich prawidłowego montażu i obsługi w celu zredukowania poziomu zakłóceń elektromagnetycznych wprowadzanych do sieci; instalowanie zasilaczy awaryjnych (UPS) lub innych systemów rezerwowych w odpowiednich sytuacjach. Urządzenia podlegają wpływowi zakłóceń pochodzących z sieci zasilającej oraz od innych urządzeń w obrębie instalacji, a także same wpływają na zasilanie; aby urządzenia działały prawidłowo, konieczne jest utrzymanie poziomu zakłóceń elektromagnetycznych na urządzenia oraz odporności na takie zakłócenia poniżej określonego poziomu. Podsumowanie tych problemów zawiera seria EN 61000 norm dotyczących kompatybilności elektromagnetycznej, w której scharakteryzowano ograniczenia dotyczące przewodzonych zakłóceń.
- Po stronie producenta urządzeń: wprowadzenie na rynek urządzeń o dopuszczalnie niskich poziomach emisji zakłóceń do sieci i odpowiednio wysokim poziomie odporności na poziom zakłóceń, który z dużym prawdopodobieństwem występuje w sieci.
Przepływ energii elektrycznej do urządzeń użytkowników sieci powoduje zwiększenie prądu proporcjonalnie do wielkości ich zapotrzebowań. Takie prądy przepływające przez przewody układu zasilania powodują spadki napięcia. Wielkość napięcia zasilania doprowadzanego w danej chwili do pojedynczego użytkownika sieci jest zatem wypadkową łącznych spadków napięcia na wszystkich komponentach instalacji, za pośrednictwem której zasilanie jest dostarczane użytkownikowi sieci i wynika zarówno z zapotrzebowania pojedynczego użytkownika, jak i jednoczesnych zapotrzebowań innych użytkowników sieci. Wpływ jakości energii na pojedynczych użytkowników sieci jest zagadnieniem złożonym.
Przedmiotem niniejszego dokumentu jest szczegółowe zaprezentowanie i analiza wymagań normy EN 50160. Przedstawiono w nim metody pomiaru parametrów napięcia zasilającego oraz przykładowe przypadki pomiarów.
