Провалы напряжения и перерывы электроснабжения (NEN-EN 50160) — классификация и отличие от фликера

Руководство о фликере/колебаниях напряжения рассматривает долговременную дозу фликера Plt (NEN-EN 50160), а руководство о гармониках и THD рассматривает предел THD из Netcode Elektriciteit. Данная статья рассматривает третье, отдельно классифицируемое явление напряжения из той же нормы: кратковременный провал напряжения и перерыв электроснабжения — два понятия, которые на практике часто путают, но которые NEN-EN 50160 определяет точно и раздельно.

Определение провала напряжения

NEN-EN 50160 определяет провал напряжения как внезапное падение действующего (RMS) значения напряжения до величины от 90% до 1% от номинального напряжения (Un), за которым следует восстановление напряжения через короткий промежуток времени. Норма применяет здесь две границы:

• провал начинается, как только RMS-напряжение падает ниже порога 90% Un;
• провал длится от 10 мс до 1 минуты включительно.

Как только остаточное напряжение во время события падает ниже 1% Un, событие классифицируется уже не как провал, а как перерыв — граница в 1% отделяет ситуацию «напряжение сильно просело» от ситуации «напряжение фактически пропало».

Короткий и длинный перерыв

Перерыв (напряжение <1% Un), в свою очередь, подразделяется по длительности:

• короткий перерыв: до 3 минут включительно;
• длинный перерыв: более 3 минут.

Эта граница в 3 минуты важна, потому что короткий перерыв обычно является результатом автоматической попытки повторного включения защиты в сети (например, после кратковременного повреждения, которое устраняется само собой), тогда как длинный перерыв, как правило, требует ручного вмешательства сетевого оператора.

Почему здесь нет фиксированной предельной величины, в отличие от THD и фликера

Предел THD из Netcode Elektriciteit и предел Plt, равный 1, из руководства о фликере выражены как значение, которое не должно превышаться в течение 95% недели измерения — статистически воспроизводимый предел для непрерывного, стационарного явления. Провалы напряжения и перерывы, однако, представляют собой стохастические, локально определённые события (удар молнии, ветка дерева на воздушной линии, коммутационное действие в другом месте сети): поэтому NEN-EN 50160 не даёт фиксированного максимального предела для провалов и перерывов, который сетевой оператор должен был бы гарантировать, а приводит только информативные, типичные годовые значения — норма признаёт, что количество и тяжесть провалов сильно различаются в зависимости от места (например, сельская сеть с воздушными линиями по сравнению с урбанизированной подземной сетью) и не могут централизованно принудительно устанавливаться так, как это возможно для THD.

Кривая ITIC/CBEMA: чувствительность оборудования, а не сетевая норма

Чтобы оценить, вызывает ли провал напряжения заданной глубины и продолжительности проблемы у чувствительного оборудования (управление процессом, серверы, ПЛК), на практике часто используется кривая ITIC (ранее кривая CBEMA) — график американского Information Technology Industry Council, отображающий область, в пределах которой информационно-технологическое оборудование должно выдерживать отклонение напряжения (в % от Un, в зависимости от продолжительности) без сбоя. Это не европейская сетевая норма и не часть самой NEN-EN 50160, а отраслевая рекомендация, используемая для оценки того, укладываются ли реально возникающие в сети провалы в пределы устойчивости подключённого оборудования — две разные вещи, которые часто путают.

Практическая значимость

При жалобе на отказ оборудования из-за «небольшого провала напряжения», когда сетевой оператор сообщает, что NEN-EN 50160 не была нарушена, это не противоречие: норма изначально не устанавливает фиксированного максимального предела для провалов. Следующий вопрос тогда — достаточна ли у самого оборудования устойчивость к провалам (например, проверенная по кривой ITIC или спецификации производителя), и нужны ли дополнительные меры (ИБП, динамический регулятор напряжения) — см. также руководство о типах аккумуляторов ИБП для перекрытия более длительных перерывов.

Частые ошибки

1. Рассмотрение провала и перерыва как одного и того же явления — граница проходит при остаточном напряжении 1% Un: выше него это провал, ниже — перерыв.
2. Ожидание, что NEN-EN 50160 установит жёсткий максимальный предел по количеству или глубине провалов, как для THD или фликера — для провалов и перерывов норма даёт только информативные, типичные годовые значения.
3. Принятие кривой ITIC/CBEMA за европейскую сетевую норму — это американская отраслевая рекомендация по чувствительности оборудования, не часть NEN-EN 50160.
4. Смешение короткого перерыва (≤3 мин, часто автоматическая попытка повторного включения) с длинным перерывом, который обычно заканчивается только после ручного вмешательства сетевого оператора.

Связанные материалы

• Фликер (колебания напряжения) — NEN-EN 50160
• Гармоники и пределы THD для крупных потребителей
• Несимметрия напряжений в трёхфазных установках
• Типы аккумуляторов ИБП — VRLA и литий