ιαταραχές Ποιότητας Ισχύος και Πρότυπα

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ιαταραχές Ποιότητας Ισχύος και Πρότυπα"

Φωκάς Αλεξάνδρου
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ιαταραχές Ποιότητας Ισχύος και Πρότυπα Μάριος Ν. Μοσχάκης ρ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός και Μηχανικός Η/Υ ιαταραχές Ποιότητας Ισχύος ιακυµάνσεις ή αποκλίσεις: Μικρές αποκλίσεις της τάσης ή του ρεύµατος από την ηµιτονοειδή κυµατοµορφή που συµβαίνουν κατά την κανονική λειτουργία (Μέτρηση κάθε χρονική στιγµήήγιαέναχρονικόδιάστηµα) Συµβάντα: Μεγάλες αποκλίσεις από την ονοµαστική τιµήπ.χ. κατά τη διάρκεια διακοπτικών χειρισµών ή σφαλµάτων στα ΣΗΕ ή στην εγκατάσταση του καταναλωτή (Απαιτούν µέτρηση µε triggering όταν η τάση ή το ρεύµαβρεθεί έξω από κάποια όρια) ιαταραχές Μεταβολές της τάσης Φλίκερ Βυθίσεις, υπερτάσεις ιακοπές Ασυµµετρία Αρµονικές, ιαρµονικές Συχνότητα 2 1

2 Πρότυπο ΕΝ Μεταβολή της τάσης (Voltage variation): Αύξηση ή µείωση της τάσης συνήθως λόγω της µεταβολής του συνολικού ή µέρους του φορτίου του συστήµατος διανοµής. Για κάθε περίοδο 1 εβδοµάδας, το 95% των 10λεπτων µ.ο. της τάσης τροφοδοσίας θα πρέπει να είναι µέσα στα όρια Un ± 10%. 2. ιακύµανση της τάσης (Voltage fluctuation) : Μια σειρά από αλλαγές στην τάση. 3. Φλίκερ (Flicker): ιακύµανση της τάσης η οποία οδηγεί σε αισθητή µεταβολή της φωτεινής έντασης ενός λαµπτήρα («τρεµόπαιγµα») Βραχυπρόθεσµη έντασηp st : Μετράται για µια περίοδο 10 λεπτών. Μακροπρόθεσµη έντασηp lt : Υπολογίζεται από µια σειρά 12 τιµών του P st για ένα χρονικό διάστηµα 2 ωρών, από την έκφραση: P lt 12 P 3 sti i= 1 *Πρέπει P lt 1 για το 95% για περίοδο 1 εβδοµάδας 3 = 3 12 Παράδειγµα µέτρησης διακύµανσηςτηςτάσηςπου οφείλεται σε φούρνο τόξου (ΙΕΕΕ 1159) 4 2

3 Βυθίσεις - Υπερτάσεις - ιακοπές 4. Βύθιση της τάσης (Voltage dip): Ξαφνική µείωσητηςτάσηςσεποσοστό90% έως 1% της δηλωµένης τάσης Uc, διάρκειας 10 ms 1 min. 5. Προσωρινή υπέρταση (Temporary overvoltage or swell): Οφείλονται σε διακοπτικούς χειρισµούς ή βραχυκυκλώµατα και έχουν σχέση µετηγείωσητου δικτύου 6. Μεταβατική υπέρταση (Transient overvoltage): Προκαλείται από κεραυνοπληξία, διακοπτικούς χειρισµούς ή τήξη ασφαλειών. 7. ιακοπή της τάσης (Voltage interruption): Μείωση της τάσης κάτω από 1% της δηλωµένης τάσης Uc (Σύντοµες -shortκαι εκτεταµένες long interruptions) 5 Ασυµµετρία Αρµονικές & ιαρµονικές - Συχνότητα 8. Ασυµµετρία (Unbalance): Ανισότητα των rms τιµώντωντάσεωνήτωνγωνιών 3 φάσεων σε 3-φασικό σύστηµα Για µια περίοδο 1 εβδοµάδας, το 95% των 10λεπτων µ.ο. των rms τιµών της φασικής συνιστώσας αρνητικής ακολουθίας της τάσης τροφοδοσίας πρέπει να είναι µέσα στο εύρος 0 έως 2% της φασικής συνιστώσας θετικής ακολουθίας 9. Αρµονικές (Harmonics): Ηµιτονοειδείς τάσεις µε συχνότητα ίση µε ακέραιο πολλ/σιο της θεµελιώδους 10. ιαρµονικές (Interharmonics): Ηµιτονοειδείς τάσεις µε συχνότητα όχι ακέραιο πολλ/σιο της θεµελιώδους. 11. Συχνότητα (Frequency): H µέση τιµή τηςθεµελιώδους συχνότητας µετρηµένη για περίοδο 10 sec θα πρέπει: ιασυνδεδεµένο σύστηµα: -50 Hz ± 1% (49,5 50,5 Hz) για το 95% της εβδοµάδας -50 Hz ± 4%/-6% (47 52 Hz) για το 100% της εβδοµάδας Αποµονωµένο σύστηµα: -50 Hz ± 2% (49 51 Hz) για το 95% της εβδοµάδας -50 Hz ± 15% (42,5 57,5 Hz) για το 100% της εβδοµάδας 6 3

4 Αρµονικές Αρµονικές: Για µια περίοδο 1 εβδοµάδας, το 95% των 10λεπτων µ.ο. των rms τιµών για κάθε αρµονική συνιστώσα τάσης πρέπει να είναι µικρότερος ή ίσος µε: Total Harmonic Distortion: Πρέπει το THD της τάσης τροφοδοσίας(όλες οι αρµονικές µέχρι την 40, συµβατική τιµή) πρέπει να είναι µικρότερο ή ίσο µε 8% THD = 40 (U ) 2 h = 2 h 7 ΕΝ ΙΕΕΕ 1159 ΕΝ ΙΕΕΕ

5 Άλλα φαινόµενα Ταχέα µεταβατικά φαινόµενα (transients): Π.χ. ενεργοποίηση πυκνωτή Εγκοπές στην τάση (voltage notching): Περιοδική αλλοίωση ηµιτονοειδούς κυµατοµορφής µεεγκοπή. Οφείλεται σε ατελείς εναύσεις-σβέσεις διακοπτών (µε µικροβραχυκυκλώµατα) λόγω προβληµάτων τοπολογίας ή στα κυκλώµατα ελέγχου 9 Όρια ατρωσίας σε βυθίσεις Συστήµατα Ηλ. Υπολογιστών Καµπύλη ITIC (πρώην CBEMA) 10 5

6 Συστήµατα οδήγησης κινητήρων Παράδειγµα προσεγγιστικής καµπύληςανοχήςσεβυθίσειςγιασυστήµατα οδήγησης κινητήρων 11 Αντιµετώπιση βυθίσεων τάσης 1. Μείωση του αριθµού των βραχυκυκλωµάτων Αντικατάσταση των εναέριων γραµµών µε υπόγεια καλώδια Χρήση καλυµµένων αγωγών για τις εναέριες γραµµές Εφαρµογή µιας αυστηρής πολιτικής κλαδέµατος δέντρων Τοποθέτηση περισσότερων αγωγών γης Αύξηση του επιπέδου µόνωσης και Αύξηση της συχνότητας επιθεωρήσεων και συντήρησης 2. Βελτίωση της ατρωσίας του εξοπλισµού σε βυθίσεις τάσης 12 6

7 Αντιµετώπιση βυθίσεων τάσης 3. Αλλαγές στο σχεδιασµό και τη δοµή του συστήµατος ηλεκτρικής ενέργειας Εγκατάσταση µιας σύγχρονης γεννήτριας κοντά στο ευαίσθητο φορτίο Αλλαγή στον Μ/Σ (συνδεσµολογία, αντίσταση γείωσης, σύστηµα αλλαγής βήµατος) του υποσταθµού ή του φορτίου Αλλαγή στη συνδεσµολογία του φορτίου από αστέρα σε τρίγωνο ή το ανάποδο θα µπορούσε να προσφέρει κάποια βελτίωση ιαχωρισµός των ζυγών ή των υποσταθµών στο µονοπάτι τροφοδοσίας ώστε να µειωθεί ο αριθµός των γραµµών διανοµής µέσα στην εκτιθέµενη περιοχή Αλλαγή των ρυθµίσεων των διατάξεων προστασίας µπορεί να συµβάλλει στην µείωση της διάρκειας των βυθίσεων τάσης 13 Αντιµετώπιση βυθίσεων τάσης 4. Τοποθέτηση διατάξεων για την αντιµετώπιση των βυθίσεων Περιοριστής Ρεύµατος Βραχυκύκλωσης (Fault Current Limiter ή Solid State Current Limiter). Στατός Σύγχρονος Επιλογέας Λήψης Τυλίγµατος (Solid-state Tap Changer) Στατός Αντισταθµιστής VAR (Static Var Compensator) Στατός Σύγχρονος Αντισταθµιστής (Static Synchronous Compensator ή Static Condenser ή Advanced Static Var Compensator) Στατός Σύγχρονος Αντισταθµιστής Σειράς (Solid-state Series Compensator) ή υναµικός Ρυθµιστής Τάσης (Dynamic Voltage Restorer) Στατός ιακόπτης Μεταφοράς (Static- ή Solid-state- Transfer Switch) 14 7

8 Περιοριστής Ρεύµατος Βραχυκύκλωσης Επιτελεί: Περιορισµό τηςυπερέντασης Περιορισµό της βύθισης που θα υποστούν οι καταναλωτές στα ανάντη της διάταξης Υλοποίηση µε ηλεκτρονικά ισχύος 15 Στατός Σύγχρονος Επιλογέας Λήψης Τυλίγµατος Μπορεί να προσφέρει µια µικρή µείωση των ρηχών βυθίσεων 16 8

9 Στατός Αντισταθµιστής VAR Προσφέρει : Άεργη αντιστάθµιση Έλεγχο των µικρώναποκλίσεωντηςτάσης. Εποµένως, µπορεί να συµβάλλει στην αντιµετώπιση µόνο των ρηχών βυθίσεων. 17 Προσφέρει : Στατός Σύγχρονος Αντισταθµιστής Άεργη αντιστάθµιση Έλεγχο των µικρών αποκλίσεων της τάσης. Εποµένως, µπορεί να συµβάλλει στην αντιµετώπιση µόνο των ρηχών βυθίσεων µε κάπως καλύτερες επιδόσεις από την προηγούµενη διάταξη. Σε συνδυασµό µε ένα διακόπτη από ζεύγος αντιπαράλληλων GTO s ή IGBT s µπορεί να τροφοδοτεί το φορτίο όταν ο διακόπτης αποκόψει το φορτίο από το δίκτυο λόγω σηµαντικής µείωσης της τάσης. 18 9

10 Στατός Σύγχρονος Αντισταθµιστής Σειράς Έχει τη δυνατότητα να εγχύει µια τάση στο δίκτυο µε κατάλληλο µέτρο και γωνία ώστε ητάσητουφορτίουναπαραµένει αµετάβλητη. Μπορεί επίσης να συνδυαστεί µε δύο διακόπτες από ζεύγος αντιπαράλληλων GTO s ή IGBT s ώστε να µπορεί να τροφοδοτήσει το φορτίο σε περιπτώσεις διακοπής της τάσης 19 Στατός ιακόπτης Μεταφοράς Απαιτεί µια κύρια και µιαεναλλακτικήήεφεδρικήπηγήτροφοδοσίαςκα αποτελείται από ζεύγη αντιπαράλληλων θυρίστορ σε κάθε φάση των δύο πηγών. Όταν ανιχνευτεί µια διαταραχή στην τάση της κύριας πηγής, ητροφοδότηση του φορτίου µεταφέρεται στην εναλλακτική πηγή. Περιλαµβάνει 2 βασικές λειτουργίες: 1) Ανίχνευση των διαταραχών (συνήθως βυθίσεων) 2) Μεταφορά στην εναλλακτική πηγή ή αντίστροφα 20 10

11 Ανίχνευση βυθίσεων τάσης Είναι βασικό µέρος της διάταξης γιατί όσο πιο γρήγορα (και σωστά) τόσο πιο µικρή θα είναι η βύθιση (η διάρκειά της) την οποία θα υποστεί το φορτίο Επηρεάζεται από την ταχύτητα µεταβολής της τάσης, το µέγεθος της βύθισης (βαθιά ή ρηχή) και το σηµείο-στο-κύµαόπουαρχίζειηβύθιση) Τυπική καµπύλη αξιολόγησης της επίδοσης του συστήµατος ανίχνευσης 21 Μεταφορά στην εναλλακτική πηγή 22 11

12 Επίδοση του Σ..Μ

Σχετικά έγγραφα

Βυθίσεις Τάσης (Voltage dips or sags)

Βυθίσεις Τάσης (Voltage dips or sags) Μάριος Ν. Μοσχάκης ρ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός και Μηχανικός Η/Υ Περιεχόµενο Παρουσίασης Αιτίες - Προβλήµατα που δηµιουργούν Πρότυπα Βασικά χαρακτηριστικά - Κατηγοριοποίηση