Fázisjavítás. Budapesti Műszaki és. Villamos Energetika Tanszék



Hasonló dokumentumok
VILLAMOS ENERGETIKA ELŐVIZSGA DOLGOZAT - A csoport

Mérôváltó bemenetek és általános beállítások

Generátor harmadik harmonikus testzárlatvédelem funkcióblokk leírása

EUROTEST MI 2086

Harmonikus zavarok, mint a villamosítás ellensége

5 Egyéb alkalmazások. 5.1 Akkumulátorok töltése és kivizsgálása Akkumulátor típusok

Gondolatok a fázisjavításról

Masterpact NT és NW Kisfeszültségû megszakítók és szakaszolókapcsolók

1. Adja meg az áram egységének mértékrendszerünkben (m, kg, s, A) érvényes definícióját!

NO (záróérintkező) nyitott érintkezők táv. 3 mm NYÁK-ba építhető. Csatlakozók nézetei

Szakmai ajánlás. az egységes villamos energia feszültség minőség monitoring rendszer kialakítására

1. Válaszd ki a helyes egyenlőségeket! a. 1C=1A*1ms b. 1 μc= 1mA*1ms. 2. Hány elektron halad át egy fogyasztón 1 perc alatt, ha az I= 20 ma?

III/1. Kisfeszültségű vezetékméretezés általános szempontjai (feszültségesés, teljesítményveszteség fogalma, méretezésben szokásos értékei.

LÁMPATESTEK TERVEZÉSE ESZTERGOMI FERENC MŰSZAKI IGAZGATÓ

Mikrohullámok vizsgálata. x o

UPS Műszaki Adatlap S-5300X kva

Elektrotechnika Feladattár

FELHARMONIKUSOK HATÁSA AZ ELSZÁMOLÁSI FOGYASZTÁSMÉRÉSRE

Tantárgy: TELJESÍTMÉNYELEKTRONIKA Tanár: Dr. Burány Nándor Tanársegéd: Mr. Divéki Szabolcs 3. FEJEZET

Elektronika 2. TFBE1302

Egyszerû és hatékony megoldások

Digitális Lakatfogós Multiméter AX-3550

Fogyasztásmérők. Fogyasztásmérők

K Ü L Ö N L E G E S T R A N S Z F O R M Á T O R O K

Elektrotechnika. 10. előadás. Összeállította: Dr. Hodossy László

REZGÉSDIAGNOSZTIKA ALAPJAI

Korszerű Diagnosztikai Módszerek

Varlogic NR6/NR12. teljesítménytényezô szabályozó automatika. Kezelési és üzembe helyezési útmutató

Oscillating Wave Test System Oszcilláló Hullámú Tesztrendszer OWTS

Meddő teljesítmény szabályzó termékcsalád

Elektrotechnika "A" tételek

Elosztói szabályzat. Az elosztó hálózathoz való hozzáférés együttmőködési szabályai. 1. számú módosítás. Budapest, augusztus 15.

Szójegyzék/műszaki lexikon

SZOLGÁLATI TITOK! KORLÁTOZOTT TERJESZTÉSŰ!

VHR-23 Regisztráló műszer Felhasználói leírás

JUMO. Beépíthetõ ház DIN szerint. Rövid leírás. Blokkvázlat. Sajátságok. JUMO dtron 16.1

váltóérintkező, 6 A 5 mm-es lábkiosztás NYÁK-ba vagy foglalatba

Kezelési útmutató. VarSteel+ VarSteel+ Harmony VarBank+ VarBank+ Harmony. Komplett fázisjavító berendezésekhez MSZ EN 61921

2. ábra Soros RL- és soros RC-kör fázorábrája

Logoprint 500. Sajátosságok határérték figyelés eseményjelzés terjedelmes szövegkijelzés statisztika (jelentés) min- / max- és középértékkel

TÁJÉKOZTATÓ A HARMONIKUS ZAVAROKRÓL

Wilo-Star RS, RSD, ST, RSG, AC Beépítési és üzemeltetési utasítás

Villamos kapcsolókészülékek BMEVIVEA336

Balázs Gergely György. Négynegyedes hálózatbarát áramirányítók szabályozása, különös tekintettel járműves alkalmazásokra

DGSZV-EP DIGITÁLIS GALVANIKUS SZAKASZVÉDELEM. Alkalmazási terület

7H sorozat - Kapcsolószekrények fűtése

Harmonikusok Források és hatások

TD IGM. hr Upute za instalaciju 2 hu Szerelési útmutató 31 uk Посібник з експлуатації (2009/07)

FÖLDELÉS HATÁSOSSÁG ÉS TRANSZFER POTENCIÁL KAPCSOLATA

DEM 28 TLX Turbo elektromos csavarozógép kezelési utasítás

Használati útmutató. Automatikus TrueRMS multiméter USB interfésszel AX-176

KRL Kontrol Kft Érd, Bajcsy-Zs. út 81. Tel: ; Fax: ; Web: KRL.HU

Villamos Energetika gyakorlat. Rácz Árpád Villamosmérnöki Tanszék Debreceni Egyetem

Analóg helyzetvezérelt szelepmozgató motorok AME 435

Egészségügyi létesítmények villamos berendezéseinek tervezése. Szakmai segédlet tervezők, kivitelezők és üzemeltetők számára

Általános tudnivalók. Rendszerfelépítés

(1. és 2. kérdéshez van vet-en egy 20 oldalas pdf a Transzformátorokról, ide azt írtam le, amit én kiválasztanék belőle a zh-kérdéshez.

3. MECHANIKUS HAJTÁSOK

IST 03 C XXX - 01 PANAREA COMPACT ÜZEMBE HELYEZÉS, HASZNÁLAT ÉS KARBANTARTÁS

40-es sorozat - Miniatûr print-/ dugaszolható relék A

A stabil üzemű berendezések tápfeszültségét a hálózati feszültségből a hálózati tápegység állítja elő (1.ábra).

MELLÉKLETEK. ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK ÉRETTSÉGI VIZSGA ÍRÁSBELI TÉTEL Középszint

Kézikönyv. Terepibusz-interfészek, terepi elosztók MOVI-SWITCH vezérlésére. Kiadás: / HU

DIN-sínre szerelhető EMM villamos hálózatmérő multiméter

Szelepmozgató AME 335

Hidromat szivattyúvédő kapcsoló.

Definíció (hullám, hullámmozgás):

A U T O M AT I K U S. * A tanúsítás a cég minőségirányítási rendszerére vonatkozik.

Kondenzátorvédelmi funkció feszültségváltós kettős csillagkapcsolású telepre

Wilo-SiBoost Smart (FC)... Helix V/... Helix VE/... Helix EXCEL

Merlin Gerin. Katalógus. Védelem, automatika és irányítástechnika Sepam készülékcsalád Sepam 2000 Sepam Sepam 100

Kapcsolóüzemű tápegységek és visszahatásaik a hálózatra

= szinkronozó nyomatékkal egyenlő.

PERUN HCI SYSTEM.

DT1100 xx xx. Galvanikus leválasztó / tápegység. Kezelési útmutató

40-es sorozat - Miniatûr print-/ dugaszolható relék A

Háromfázisú hálózat.

Negyedfordulatú hajtások SQ 05.2 SQ 14.2/SQR 05.2 SQR 14.2 hajtómű vezérléssel AUMA MATIC AM 01.1

MOTION CONTROLS. Nagy teljesítményű VLT frekvenciaváltók. Kisebb, mint valaha

60-as sorozat - Ipari relék 6-10 A

Kisfeszültségű energiaelosztás

5. A fényforrások működtető elemei. 5.1 Foglalatok

(1) Sztereóerõsítõ. Kezelési útmutató XM-ZR Sony Corporation Printed in Czech Republic (EU)

Elektromos fűtők vezérlőegységei Kezelési és karbantartási útmutató

4/26/2016. Légcsatorna hálózatok. Csillapítás. Hangterjedés, hangelnyelés légcsatorna hálózatokban

Elektromágneses terek gyakorlat - 6. alkalom

Resi9. Biztonságot teremtünk.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

A biztonságos használatra vonatkozó megjegyzések

Univerzális szekrénybe szerelhet eszközök

DC TÁPEGYSÉG AX-3003L-3 AX-3005L-3. Használati utasítás

AZA 48/60/75/90 spirálos felsőpályás

Önhűtött, motortól független frekvenciaátalakító. PumpDrive 2 Eco. Üzemeltetési/összeszerelési útmutató

Irányítástechnika. II. rész. Dr. Turóczi Antal

55-ös sorozat - Miniatûr ipari relék 7-10 A

Szerelési, üzemeltetési útmutató

VLT Micro Drive. Kis frekvenciaváltó maximális terherbírás és megbízhatóság

Az elektroncsövek, alap, erősítő kapcsolása. - A földelt katódú erősítő. Bozó Balázs

E7-DTSZ konfigurációs leírás

3 Tápegységek. 3.1 Lineáris tápegységek Felépítés

Átírás:

Harmonikus jelenségek. Fázisjavítás Dr. Dán András egyetemi tanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi d á Egyetem Villamos Energetika Tanszék

Harmonikus definíció Periódikus időfüggvény Legyen ω 1 az alapharmonikus körfrekvencia a harmonikus függvény körfrekvenciája: h ω 1 h<1, akkor szubharmonikus h>1, akkor felharmonikus h=2 2, 3, 4,...stb akkor harmonikus h 2, 3, 4,...stb, akkor közbenső harmonikus 13-Sep-12 2

Harmonikus definíció Harmonikusok mérőszámai: Egyedi harmonikus torzítás: Feszültségre D U =U h U 1 Áramra D I = I h I 1 Teljes harmonikus torzítás: h= 2 U Feszültségre THD = 100 [%] U U 1 2 h Áramra THD I = h= 2 I 1 I 2 h 100 [%] 13-Sep-12 3

Harmonikus keletkezés Hol keletkezik a harmonikus Generátor? Hálózat? Fogyasztó? 13-Sep-12 4

Harmonikus keletkezés Fogyasztók osztályozása harmonikus keltés szempontjából: Lineáris fogyasztó Nemlineáris fogyasztó 13-Sep-12 5

Lineáris fogyasztó Tápfeszültség: u(t) = U m sinωt Fogyasztó árama: i(t) = I m sin(ωt±ϕ) Ábrázolás időtartományban: Frekvenciatartományban: 13-Sep-12 6

Nemlineáris fogyasztó Tápfeszültség: u(t) = U m sinωt Fogyasztó árama: i t) = I sin( ω t ± ϕ) + I sin( hωt ± ϕ ) Ábrázolás időtartományban: Frekvenciatartományban: ( m hm h 13-Sep-12 7

Harmonikus keletkezés Harmonikus áram harmonikus feszültségtorzulás Lineáris Linear Passzív Passive Invariáns Invariant Nemlineáris Nonlinear terhelés Load 13-Sep-12 8

Példák nemlineáris fogyasztókra 13-Sep-12 9

Példák nemlineáris fogyasztókra Hálózati feszültség: 13-Sep-12 10

Példák nemlineáris fogyasztókra Fényerőszabályozós halogén lámpa árama: 13-Sep-12 11

Példák nemlineáris fogyasztókra Televízió árama: 13-Sep-12 12

Példák nemlineáris fogyasztókra Kompakt fénycső árama: 13-Sep-12 13

Példák nemlineáris fogyasztókra Mikrohullámú sütő árama: 13-Sep-12 14

Harmonikusok terjedése I T I R I S I I (3) R (3) S = = I I (3) R (3) R e j3120 (3) (3) j3120 I T = IR e = 13-Sep-12 15 = I I (3) R (3) R

Harmonikusok terjedése 13-Sep-12 16

Harmonikusok terjedése 13-Sep-12 17

Harmonikusok terjedése Dyn transzformátor gerjesztése y oldalról 3. harmonikus árammal 13-Sep-12 18

Harmonikusok terjedése 13-Sep-12 19

Harmonikusok terjedése Jósági tényező: Soros rezonancia RLC körben, k. harmonikusra 13-Sep-12 20

Harmonikusok terjedése Jósági tényező: Párhuzamos rezonancia RLC körben, k. harmonikusra 13-Sep-12 21

Harmonikusok terjedése 13-Sep-12 22

Harmonikusok terjedése f párh 1 2π L + L + ( L )( C + C ) tr H k fj k f párh 2π 1 L C tr fj Következmény: a harmonikus áram megnő a kondenzátoron ésahálózaton is. Rezonancia esetén: I = I = Q I, ahol Q L tr 2πf R H C k k k 0 k 0 tr 13-Sep-12 23

Harmonikusok terjedése 13-Sep-12 24

Harmonikusok terjedése f soros = 2π 1 L fj C fj! f soros < f k 13-Sep-12 25

Harmonikusok által okozott zavarok Többletveszteség: P ver /P v1 = 1 + THD I 2 Kábelek, vezetékek többletmelegedése Megoldás: - harmonikus szűrés - visszaminősítés (keresztmetszet növelése) Transzformátorok túlmelegedése feszültségtorzulás t lá miatt a vas áramtorzulás miatt a tekercs Megoldás mint fent Védelmek hibás működése (kisautomata téves oldás ) 13-Sep-12 26

Harmonikusok által okoztott zavarok Szinkronizálásra érzékeny berendezéseknél hiba a nullátmenet bizonytalansága miatt HKV berendezések zavarása Fázisjavító kondenzátorok túlmelegedése KÖF hálózat hibahelyi maradékáram növelése Postai vonalak zúgászavara Energiamérők hibás mérése 13-Sep-12 27

Védekezés a harmonikus torzulás Megelőzés ő ellen Kis harmonikus torzítású berendezések alkalmazása Harmonikus csökkentő kapcsolások Készüléknél alkalmazva Hálózaton alkalmazva 13-Sep-12 28

Védekezés a harmonikus torzulás Passzív szűrés ellen 13-Sep-12 29

Védekezés a harmonikus torzulás Aktív szűrés ellen 13-Sep-12 30

Védekezés a harmonikus torzulás Aktív + passzív szűrés ellen 13-Sep-12 31

Fázisjavítás Meddőenergia kompenzálás miért? 1. Műszaki indokok 2. Gazdasági indokok Gyakorlati kérdések 32

1. Műszaki indokok A hálózat a kompenzált elosztókig mentesül a meddő energia szállítástól Vezetékek keresztmetszetek jobb kihasználhatósága Hálózati veszteségek csökkentése 33

1. Műszaki indokok Összefüggés a tg(ϕ) )és a cos(ϕ) )között tg(ϕ)=q/p 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 34 cos(ϕ)=p/s

2. Gazdasági indokok A villamos energia elosztó hasonló műszaki okok miatt próbálja gazdaságilag ösztönözni ö ö fogyasztóit a csökkentett meddő energia fogyasztásra. Megengedett meddőenergia fogyasztás kisfeszültségen a hatásos fogyasztás 25%-a, a többlet meddő fogyasztás díja 4.1 Ft/kvarh Hálózati veszteségek csökkentése Beruházási költségek megtérülési ideje átlagosan 8-12 hónap 35

2. Gazdasági indokok Fogyasztási adatok alapján történő fázisjavító berendezés méretezés QC (kvar) M 50000 tg( ϕ ) = = = W 100000 0.5 Q Q C = PMAX * ( 0.25) *11 1.1 P Q C = 100kW * (0.5 0.25) *1.1 = Q C Q P M = W 27.5kvar = 50% PMAX Havi csúcsteljesítmény (kw) W - Havi hatásos villamos energia fogyasztás (kwh) M - Havi induktív meddő energia fogyasztás (kvarh) 36

3. Gyakorlati kérdések Kondenzátorok túlterhelhetősége, élettartama: Feszültség: 1.1*Un1 1*Un Áram: 1.3*In (harmonikussokkal együtt) Élettartam: általában minimum100000 h Éves kapcsolási szám 5000 db Hőmérséklet osztályok Hőmérséklet osztály Max. környezeti Max. 24 órás átlag Max. éves átlag hőmérséklet hőmérséklet hőmérséklet B 45 C 35 C 25 C C 50 C 40 C 30 C D 55 C 45 C 35 C 37

3. Gyakorlati kérdések Kondenzátorok meghibásodásainak okai: Magas üzemi hőmérséklet Magas harmonikus tartalom (kondenzátor melegedéséhez vezet) Nagy kapcsolási gyakoriság Rosszul megválasztott kisütő ellenállás alkalmazása Hálózat felől érkező nagymértékű letörések (tranziens lengés) 38

3. Gyakorlati kérdések Kondenzátorok meghibásodásainak okai: Az automatikus berendezésekben általában az első pár fokozat meghibásodási gyakorisága g a nagy Kondenzátorok elhelyezése (vízszintes, függőleges) Magas harmonikus tartalom t esetén a várható élettartam fojtás nélküli kondenzátorok esetében 3-5 év, vagy kevesebb 39

3. Gyakorlati kérdések Zárlat védelem: 400V-on a 3 fázisú kondenzátorok névleges árama kb. 1.44 * kvar tehát egy 10 kvar-os kondenzátor névleges árama 14.4 A/fázis A biztosító betét értéke 2 * kvar tehát 10 kvar-os egység védelme 20 A/fázis (lomha) 40

3. Gyakorlati kérdések Kondenzátorok kapcsolása: Mágneskapcsoló: Bekapcsolási pillanatban működő csillapító ellenállás Áramlökés korlátozó képesség < 70xIn Kapcsolási gyakoriság 25-30 sec (élettartam) Tirisztor: Kapcsolás feszültség különbség minimumban Kapcsolási gyakoriság 40-60 ms Nincs mozgó alkatrész 41

3. Gyakorlati kérdések Szabályozás Meddő igény alapján végzett szabályozás (hagyományos) y Meddő igényre szabályozás figyelembe véve a hálózat paramétereit (harmonikus tartalom) Kondenzátor telepek egyenletes terhelése (kapcsolások száma, és üzemidő figyelembe vétele) 42

3. Gyakorlati kérdések Fojtott kondenzátortelepek = U U n C Fojtási tényező p 2 2 100 1 p C [ ] 2 0 1 2 0 1 2 1 1 C L 1 % X X 100 * p = = = = = f f LC L ω ω ω ω 0 0 1 C f ω C Fojtási Rezonancia frekvencia Kondenzátoron mérhető j tényező p fr; fn=50 Hz feszültség UC 5.67 % 210 Hz 424 V 7% 189 Hz 430 1 V 7 % 189 Hz 430.1 V 14 % 134 Hz 465.1 V 43

3. Gyakorlati kérdések Fázisjavító berendezés kiválasztásához 1. Határozza meg a szükséges meddő teljesítmény értékét (kvar), válassza ki a kívánt cosϕ eléréséhez szükséges kondenzátor mennyiséget. 2. Tervezze meg a kondenzátorok fokozatkiosztását oly módon, hogy az érzékenység az összteljesítmény 10-15% 15% körül legyen. A nagyon érzékeny fokozatkiosztás (5-8%) nem hasznos, mert ez túl sok kapcsoláshoz vezetne, ami feleslegesen terheli a berendezést. 3. Próbálja úgy tervezni a kondenzátor fokozatot hogy az szabványos kvar érték legyen és annak többszörösei. (Pl.: 2.5+5+10+ vagy 6.25+12.5+25+50+ ) 4. Mérje meg a főbetáplálási ponton az áram harmonikus tartalmat kondenzátorok nélkül minden üzemállapotban. 44

3. Gyakorlati kérdések 5. Mérje meg a feszültség harmonikus tartalmat. 6. Ha az eredő harmonikusok közül a THD-I > 10-15% (kondenzátor nélkül mérve)? (külső hálózati rezonancia) Ha igen akkor alkalmazzon fojtott fázisjavító berendezést Ha nem akkor alkalmazhat hagyományos fázisjavító berendezést, de ellenőrizze le a többi pontot is. 7. Fojtás igénye esetén Ha a 3. áram harmonikus I3 > 0.2*I5, THD-I < 20-25 % Ha igen akkor alkalmazzon 14%-osan fojtott fázisjavító berendezést Ha nem akkor alkalmazzon 7%-osan fojtott fázisjavító berendezést 8. Ha a THD-U: <5% akkor alkalmazza a megfelelő fázisjavító berendezést >5% akkor speciális felharmonikus szűrő 45

3. Gyakorlati kérdések Fojtott fázisjavító vagy passzív/aktív szűrő? A fogyasztó mennyi harmonikust táplálhat vissza a hálózatba? 46