Feszültségletörés és emelkedés Definíciók, keletkezés, szabványok. MMK tanfolyam őszi félév Villamos hálózatok Dr.

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Feszültségletörés és emelkedés Definíciók, keletkezés, szabványok. MMK tanfolyam 2005. őszi félév Villamos hálózatok Dr."

Károly Király
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Feszültségletörés és emelkedés Definíciók, keletkezés, szabványok MMK tanfolyam őszi félév Villamos hálózatok Dr. Dán András

2 Feszültségletörés Definició Mérési eljárás Kiértékelés Okozott problémák (fogyasztói típusok, társadalmi, gazdasági hatások) Fogyasztói berendezések vizsgálata Keletkezés Terjedés Mérés a hálózaton (forrás keresés) Káros hatások csökkentése Esettanulmány

Fogyasztói berendezések vizsgálata Keletkezés Terjedés Mérés a

3 Definició MSZ EN 50160:2001 : a tápfeszültség hirtelen csökkenése az Uc megegyezéses feszültség 10%- a és 90 %- a közötti értékre, amit egy rövid időtartam után a feszültség visszaállása követ. A feszültségletörés szokásos ideje 10 ms és 1 perc között van. MSZ EN : a villamos rendszer valamely pontjában a feszültség hirtelen csökkenése, majd egy félperiódustól néhány másodpercig terjedő rövid idő utáni helyreállása

A feszültségletörés szokásos ideje 10 ms és 1 perc között van.

4 Mérési eljárás

5 Mérési eljárás

6 Mérési eljárás (MSZ EN definició)

7 Mérési eljárás (definició) Félperiódusonként csúsztatott effektív érték: 1 2 U = eff U ( t) dt T T Vonatkoztatási feszültség: KIF: névleges feszültség KÖF: névleges, vagy megegyezéses fesz 1%-os érzéketlenségi holtsáv visszatéréskor

feszültség: KIF: névleges feszültség KÖF: névleges, vagy

8 Kiértékelés IT berendezés centrikusan (CBEMA)(Computer and Business Equipment Association)

9 Kiértékelés IT berendezés centrikusan (ITIC) Information Technology Industry Council

10 Kiértékelés IT berendezés centrikusan (ANSI) IEEE 446

11 t Kiértékelés (NORMCOMP) 20ms 100ms 500ms 1 s 3 s 20 s 1 min 3 min t < 100ms 500ms 1 s 3 s 20 s 1 min 3 min 0,85 rms<0,9 0,7 rms<0,85 0,4 rms<0,7 0,1 rms<0,4 rms<0,1 110<rms <rms <rms <rms <rms

12 Kiértékelés

13 Kiértékelés Időrendi felsorolás Dátum, Hely, fázis, letörés értéke, letörés időtartama Statisztikák készítése különböző rendező elvek szerint

14 Problémák általában 1 Papírgyártás 2 Nem romlandó termék kereskedelem 3 adatbank 4 baromfitelep

15 Problémák általában FESZÜLTSÉG FOLYAMATOSSÁGA egészségügyi intézmények, kórházak nagy forgalmú létesítmények, előadótermek igényes, bonyolult, vagy folyamatos technológiák esetében, ha a visszaállási idő hosszú, bármilyen rövid ideig is tart az áramszünet.

igényes, bonyolult, vagy folyamatos technológiák esetében, ha a

16 Problémák-fogyasztói típusok IT eszközök (Számítógép Folyamatirányítás, PC) Folyamatos technológiák Egymásra épülő technológiák Adatfeldolgozás (részvény, valuta) Berendezések Változtatható fordulatszámú hajtások Indukciós motorok Relék, mágneskapcsolók Nátrium lámpák

technológiák Adatfeldolgozás (részvény, valuta) Berendezések

17 Fogyasztók érzékenysége-hálózati mérések

18 Mibe kerül a feszültségletörés

19 Mibe kerül a feszültségletörés Iparág Félvezetőgyártás Banki pénzforgalom Számítógép központ Távközlés Acélgyártás Üveggyártás Tipikus veszteség eseményenként (EUR) óránként percenként

Acélgyártás Üveggyártás Tipikus veszteség eseményenként

20 Feszültségletörés osztályozása

21 Feszültségletörés osztályozása

22 Feszültségletörés osztályozása

23 Feszültségletörés osztályozása

24 Feszültségkiesés költsége

25 Feszültségkiesés költsége A teljesítményelektronikai alkalmazások megtérülése Beruházás: Ft/kW

26 Folyamatos működés költsége

27 Fogyasztói berendezések vizsgálata

28 Fogyasztói berendezések vizsgálata

29 Fogyasztói berendezések vizsgálata

30 Fogyasztói berendezések vizsgálata

31 Fogyasztói berendezések vizsgálata

32 Fogyasztói berendezések vizsgálata

33 Fogyasztói berendezések vizsgálata

34 Fogyasztói berendezések vizsgálata

35 Fogyasztói berendezések vizsgálata

36 Fogyasztói berendezések vizsgálata

37 Fogyasztói berendezések vizsgálata

38 Fogyasztói berendezések vizsgálata

39 Fogyasztói berendezések vizsgálata

40 Fogyasztói berendezések vizsgálata

41 Keletkezés Fogyasztó által nem befolyásolható jelenségek rövid idejű feszültségkiesések (a védelmek működésével hárítható) zárlatok szakadások berendezés meghibásodások hosszabb idejű feszültségkiesések ellátási zavarok átmeneti feszültségváltozások

42 Keletkezés Fogyasztó által okozott jelenségek Biztosító kiolvadás Nagy terhelés bekapcsolás, kikapcsolás

43 Keletkezés, terjedés Hurkolt hálózat Sugaras hálózat

44 Keletkezés, terjedés (hurkolt hálózat)

45 Keletkezés, terjedés (sugaras hálózat)

46 Keletkezés (fázisszög ugrás) Zs=Rs+jXs; Zf=Rf+jXf A fázisszög ugrás értékét a V komplex feszültség argumentuma adja: φ=arg(v)=arctan(xf/rf)- arctan[(xs+xf)/(rs+rf)]

47 Keletkezés (fázisszög ugrás)

48 Keletkezés, terjedés (időtartam) Néhány tipikus zárlathárítási idő különféle védelmi berendezések esetén: Áramkorlátozó biztosítók: kevesebb, mint egy periódus Kifúvó - biztosítók: ms Távolsági védelmek gyors működésű megszakítóval: ms Távolsági védelmek első fokozat: ms Távolsági védelmek második fokozat: ms

49 Keletkezés, terjedés (időtartam, amplitudó) Átviteli hálózati zárlat Távoli elosztó hálózati zárlat Helyi elosztó hálózati zárlat Nagy motorok indítása Rövid idejű kimaradások

50 Feszültség letörés hatás csökkentés A zárlatok számának mérséklése A zárlathárítási idő csökkentése A rendszer megváltoztatása oly módon, hogy a zárlatok kevesebb durva hibát okozzanak a berendezésekben Letörést csökkentő eszköz beiktatása az érzékeny fogyasztók elé A berendezések zavartűrő képességének javítása

51 Feszültség letörés hatás csökkentés a hálózati hibák számának csökkentése o távvezetékek földkábelekre történő cseréje megelőzhetők az időjárásból és egyéb külső okokból származó hibák o szigetelt távvezetékek építése o távvezeték nyomvonalak megfelelő karbantartása (belógó ágak levágása) o védővezetők alkalmazása o szigetelési szint növelése o felülvizsgálatok és karbantartások gyakoriságának növelése

52 Feszültség letörés hatás csökkentés a hibahárítási idő csökkentése o korszerű, gyors megszakítók alkalmazása a visszakapcsoló automatikákban o időlépcsőzött túláramvédelmek alkalmazása o gyors fedővédelmek alkalmazása a hálózat megváltoztatása, hogy a hibáknak ne legyenek olyan súlyos

53 Feszültség letörés hatás csökkentés gyűjtősínek és alállomások felosztása, hogy kevesebb tápvonal tartozzon egy körzetbe o áramkorlátozó fojtók telepítése a szükséges helyekre a villamos távolság növelése érdekében o az érzékeny fogyasztók gyűjtősínjeinek táplálása több alállomásról

54 Feszültség letörés hatás csökkentés áthidaló berendezések telepítése a fogyasztókhoz o automatikus feszültségstabilizátorok o dinamikus feszültségszabályozók a fogyasztói berendezések érzékenységének csökkentése o belső DC sínen a kapacitás növelése o korszerű DC/DC konverterek alkalmazása

55 Mérési eredmények

56 Mérési eredmények

57 Mérési eredmények

58 Mérési eredmények

59 Döntéselőkészítés A technológiai igények felmérése: Teljesitmény és tárolt energia Áttérési idő Az ellátás időtartama A szükség-ellátási megoldás kiválasztása: A technológia igénye A beruházási és üzemeltetési költségek hatásfok karbantartás hálózati visszahatás megtérülés

60 Szükség-ellátási megoldások és fő jellemzőik Típus Teljesítmény Áttérési idő Beruházási költs. Két független betáplálás Végtelen Nagyon rövid Nagyon nagy Motor-generátor egység Soros feszültségszabályoz ó Szünetmentes energiaellátás (UPS) Nagynyomású levegő energiatároló Szupravezető mágneses en.tároló Gyakorlatilag Rövid hosszabb Közepes nagy végtelen Igény szerint Nagyon rövid Kicsi Közepes Nagyon rövid Közepes nagy Kicsi közepes Nagyon rövid Közepes nagy Közepes Nagyon rövid Nagy Szuperkondenzátor Kicsi-közepes Nagyon rövid Nagy Lendkerekes energiatároló Kicsi-közepes Nagyon rövid Közepes

61 Események-Megoldások Események: Rövid idejű feszültségletörés Rövid idejű feszültségemelkedés Gyors/lassú feszültségváltozás Megoldás: hálózatról táplált soros feszültségszabályozó, vagy szünetmentes táp

62 Feszültségletörés (emelkedés) kompenzálás

63 Soros feszültségszabályozó

64 Soros feszültségszabályozó

65 Sönt feszültségszabályozó

66 Soros és sönt feszültségszabályozó

67 Események-Megoldások Események: Feszültségkimaradás Megoldások energiatárolóról történő táplálás a kimaradás ideje alatt Két független betáp közötti gyors átkapcsolás

68 Szünetmentes ellátás UPS-el

69 UPS+lendkerék

70 SMES

71 SMES

72 Lendkerék

73 Betápok közötti gyors átkapcsolás

74 Energiatárolók Követelmények: Nagy fajlagos energia sűrűség Lassú önkisülés Gyors töltés Kis karbantartási igény Nagy megbizhatóság Gyors energia leadás

75 Az akkumulátorok fő típusai és jellemzői Savas NiCd NiMH Li-ion zselés Ár kicsi közepe Nagy Nagyon Energiasűrűség 30 s nagy 100 (Wh/kg) Cellafeszültség (V) Terhelő áram kicsi közepe nagy Kicsi Töltés/kisütés ciklus s száma Önkisülés kicsi közepe nagy Kicsi Min. töltési idő (óra) 8-16 s Karbantartás/ellenőrz 180 nap 30 nap 90 nap Nem és szükséges Környezetkárosítás nagy nagy kicsi Nagy

76 Energiatárolók fajlagos vesztesége Energiatároló típusa Szupravezetőmágneses energia tároló (SMES) Kis fordulatú lendkerék (LSFW) Nagy fordulatú lendkerék (HSFW) Fajlagos veszteség (W/Wh) Önkisülés ideje 35 W 1.7 perc 2.2 W 30 perc 1.2 W 50 perc Szuper-kondenzátor (SC) W 1.6 nap Akkumulátor W Nagyon hosszú, több hónap

77 Alkalmazás Hálózati zavarok, amelyek hatása a fogyasztókra a hálózat és a fogyasztó közé iktatott szükség-ellátási eszközökkel csökkenthetők illetve megszüntethetők 1- Feszültségkiesés, > 10ms 2- Gyors feszültség ingadozások, < 16ms 3- Rövididejű túlfeszültségek, 4-16ms 4- Lassú feszültség letörések 5- Gyors feszültség letörések 6- Légköri túlfeszültségek 7- Túlfeszültségek, < 4ms 8- Frekvencia változások 9- Feszültség hullámalak torzulás 10- Feszültség harmonikusok

78 Alkalmazás

79 Alkalmazás

80 Ellátási példák

81 Ellátási példák

82 Ellátási példák

83 Feszültség letörés-emelkedés kompenzálás

84 Esettanulmány

85 Esettanulmány

86 Esettanulmány

87 settanulmány

88 Esettanulmány

89 Mégis mennyi letörés várható évente a közcélú hálózaton? (UNIPEDE 1991) letörés ms ms ms 1-3s

90 Köszönöm a figyelmet!

Hasonló dokumentumok

Témakörök. HMKE hálózatoldali átalakítója Feszültség viszonyok. Harmonikus zavarszint. Villogás zavarszint egy HMKE-re

Témakörök. HMKE hálózatoldali átalakítója Feszültség viszonyok. Harmonikus zavarszint. Villogás zavarszint egy HMKE-re Háztartási méretű kiserőművek hálózati visszahatása Dr. Dán András, témavezető és a MEE munkabizottság tagjai BME Villamos Energetika Tanszék, Magyar Elektrotechnikai Egyesület dan.andras@ vet.bme.hu;