Monitorovanie kvality napätia predstavuje proces zberu, analýz a interpretácie „surových“ nameraných dát do súboru užitočných informácií. Hlavná úloha – zlepšovanie prevádzkovej schopnosti celého systému napájania zariadení, nakoľko mnohí odberatelia elektrickej energie v priemysle a obchode prevádzkujú zariadenia, ktoré sú citlivé na skreslenie krivky napätia. Základné dôvody pre monitorovanie: získanie charakteristiky napätia v uzloch elektrizačnej sústavy, na základe ktorej je možné posúdiť kapacitu, schopnosti či rezervy siete, a potom je možné ponuku citlivo zladiť s potrebami zákazníka, určenie špecifických problémov na strane zákazníka alebo citlivej záťaže, koncového používateľa siete. Väčšinou je identifikovaná nekompatibilita, ktorej zistenie a analýza je prvým krokom k riešeniu problému, súčasť servisu ponúkaného zákazníkom. Dodávatelia elektrickej energie ponúkajú odberateľom elektrickú energiu s rôznou úrovňou kvality napätia, ktorej zlepšenie je možné dosiahnuť buď zmenou konfigurácie napájania alebo inštaláciou doplnkových zariadení, predikcia údržby a jej vykonanie práve včas. Napr. opakujúce sa zemné spojenia na úseku vedenia hovoria o pravdepodobnej poruche niektorej časti vedenia. Následná oprava vedenia umožní vyhnúť sa oveľa väčšej poruche, napr. aj s katastrofickými dôsledkami.

Prostriedky pre monitorovanie kvality napájacieho napätia Digitálne záznamníky porúch, ktoré nie sú špeciálne navrhnuté pre sledovanie kvality napätia, ale len zaznamenávajú priebeh napätia (príp. prúd) v prípade výskytu poruchovej udalosti, napr. poklesu napätia počas poruchy napájacieho systému. Inteligentné relé a iné inteligentné elektronické zariadenia s monitorovacou schopnosťou, čiže vedia zaznamenávať skreslenie napätia a odovzdať informácie riadiacemu systému. Tieto zariadenia môžu byť umiestnené ako na vedení, tak aj elektrickej stanici. Záznamníky napätia. Prevádzkovatelia sústav používajú rôzne druhy záznamníkov napätia na sledovanie ustálených stavov. V súčasnosti je rozšírený trend aby záznamník sledoval aj maximálne, minimálne a stredné efektívne hodnoty napätia pre špecifikované vzorkovacie okno (napr. 2 s). Samozrejme, pokiaľ je trvanie udalosti kratšie, nie je schopný ju vyhodnotiť. Inteligentné elektromery. Ak sú schopné zaznamenávať napätia a prúdy, je logické, že môžu zaznamenávať aj informácie o kvalite napájacieho napätia. Výrobcovia ponúkajú aj takéto zariadenia. Vnútropodnikové monitory kvality. Inštalujú sa na vstupe do podniku a mali by byť schopné sledovať a ohodnotiť úrovne harmonického skreslenia, kolísanie napätia a poklesy napätia. Zvyčajne nie sú schopné zaznamenávať prechodové javy. Komplexné analyzátory kvality (Power Quality Analyzer) slúžiace pre monitoring a analýzu kvality elektrickej energie. Monitorujú napätia a prúdy vo všetkých troch fázach ako aj v neutrálnom vodiči, vyhodnocujú namerané dáta a analyzujú ich v súlade s platnými normami, predovšetkým STN EN 50160 a STN EN 61000-4-30. Je vhodný pre umiestnenie v elektrickej stanici, na vedení ako aj u zákazníka.

Výber meraných veličín a dĺžka merania Meranie priebehov napätia sa vykonáva v prípadoch, keď chceme charakterizovať skreslenie napätia v napájacej sústave. Napr. informácie o dodávanom napätí zákazníkovi, ktoré obsahujú prechodový jav a pokles napätia hovoria o tom, že zariadenie môže byť ovplyvnené, ale neobsahujú informáciu, či to zariadenie bolo naozaj ovplyvnené. Tiež pomáha definovať vlastnosť systému vytvárať harmonické prúdu vplyvom rezonancie. Vznik rezonancie medzi indukčnosťou a kapacitou napájacej siete indikuje vznik harmonických napätia so špecifickou frekvenciou. Meranie prúdu sa zvyčajne robí vtedy, keď je potrebné určiť zdroj harmonických. Môže byť použité pre sledovanie 1 záťaže (zdroja harmonických), skupiny zákazníkov alebo konkrétneho napájacieho vedenia. Ak chceme zistiť frekvenčné charakteristiky (závislosť impedancie od frekvencie) z merania, je potrebné merať napätia a prúdy súčasne. Ak chceme zistiť smer toku výkonov jednotlivých harmonických, všetky tri fázy musia byť vzorkované súčasne.

PQ Analyzátor QWave Light – firma LEM vyvinutý v spolupráci s dodávateľmi elektrickej energie s dôrazom na skutočné prevádzkové požiadavky, pre automatické monitorovanie kvality v distribučných sieťach: analýza kvality podľa EN 50160, umožňuje záznam udalostí, interný modem, navrhnutý na monitorovanie kvality napätia vo veľkom počte inštalovaných prístrojov, automatické riadenie veľkého počtu prístrojov, využíva automatizovaný systém QIS (firma LEM) – možnosť inštalovať rozdielne prístroje rady QWave (Light, Power, Nomad, Premium) alebo aj prístroje iných výrobcov.

QWave Light analyzuje všetky parametre kvality napätia podľa EN 50160 Meria a zaznamenáva: RMS hodnoty napätia, udalosti (zníženie a zvýšenie napätia, výpadky), THDU, harmonické a medziharmonické (do 50.), blikanie (Pst a Plt), nesymetriu, frekvenciu, HDO. záznam v časovom intervale od 1s do 24 hod. prírastkový záznam udalostí je s rozlíšením 2,5 ms. Hardware · 3 napäťové vstupy · 1 digitálny vstup · 1 digitálny výstup · 1 analógový vstup · synchronizované vzorkovanie · uchytenie na koľajnici DIN Komunikácia a transfer dát komunikačný port RS 232, voliteľný Modem alebo RS 485, protokoly MODBUS RTU a ASCII.

Tabuľka nameraných poklesov a prepätí pre uzol Rimavská Sobota ES Lučenec Measurement Point Distur- bance Phase Start Time End Time Duration Peak Value Units Nominal Value Detec- tion LUC-QW-L1 Swell L2-N T12/01/2008 19:38:20.200 113,776 % 12702,8 Begin L1-N T12/01/2008 19:38:20.210 119,43 Dip L3-N 80,157 T12/01/2008 19:38:20.230 20ms End 30ms 129,898 T17/01/2008 08:21:08.794 118,493 T17/01/2008 08:21:08.804 74,827 T17/01/2008 08:21:08.864 125,08 T17/01/2008 08:21:08.884 125,243 T17/01/2008 08:21:09.044 240ms 72,146 T17/01/2008 08:21:09.054 260ms 138,936  

Tabuľka početnosti poklesov napätia na 22 kV strane, 3. kvartál 2012 20 ms 100 ms 500 ms 1 s 3 s 20 s 1 min 3 min   Δt < 10 < ΔU ≤ 15 10 2 L1 11 4 L2 3 L3 15 < ΔU ≤ 30 8 1 12 6 14 9 30 < ΔU ≤ 60 17 60 < ΔU ≤ 95 7 95 < ΔU ≤ 100  

Početnosť poklesov napätia v závislosti od dĺžky trvania poklesu (za 4 roky)   Početnosť poklesov napätia v závislosti od hĺbky poklesu napätia (za 4 roky) 10<U≤15 % 15<U≤30 30<U≤60 60<U≤95 95<U≤100

Najnepriaznivejší výsledok merania V uzle 400/110 kV Horná Ždaňa - 22 kV vedenie vedúce z uzla 110/22 kV Žarnovica hodnotené boli namerané údaje od roku 2008 až do 2012, najväčší počet poruchových udalostí bol v roku 2010: 754829 poklesov a zvýšení napätia s trvaním viac ako 20 ms, v tejto rozvodni bolo zaznamenaných najviac poklesov na hranici tesne pod 90 %, napr. 89,8 a taktiež zvýšení napätia hraničiacich s hodnotou 110 %, vedenie je vystavané cez kopcovitý lesný terén  najviac jednofázových zemných spojení, spojenie jednotlivých fáz vedenia s cudzími časťami – konáre stromov, vtáky,...).    

Sledovanie šírenia poklesov napätia z VN na VVN 110/22 kV 400/110 kV NS Merané na 22 kV strane, rok 2011 ∆t ≥ 20 ms 100 ms 500 ms 1s 3s 20s 1min 3min   ∆t < 10 < ∆U ≤ 15 - L1 L2 L3 15 < ∆U ≤ 30 30 < ∆U ≤ 60 2 1 60 < ∆U ≤ 95 4 6 5 9 3 95 < ∆U ≤ 100 Merané na 110 kV, rok 2011 ∆t ≥ 20 ms 100 ms 500 ms 1s 3s 20s 1min 3min   ∆t < 100ms 10 < ∆U ≤ 15 - L1 L2 L3 15 < ∆U ≤ 30 30 < ∆U ≤ 60 60 < ∆U ≤ 95 3 1 2 95 < ∆U ≤ 100

Pokles napätia v sieti 110 kV spôsobený poruchou na 22 kV strane Priebeh poruchovej udalosti na 22 kV strane – medzifázový skrat a následné zemné spojenie 110/22 kV 400/110 kV NS   Pokles napätia v sieti 110 kV spôsobený poruchou na 22 kV strane – dĺžka vedenia 3 km 26 %