KOMPENZACIJA JALOVE ENERGIJE U NISKONAPONSKOJ MREI

Pripremio: Antun Mihanovi 2013Pripremio: Antun Mihanovi 2013

KOMPENZACIJA

MARKOPERO

IVANIVAN MATE

TKO KORISTI JALOVU ENERGIJU

ASINKRONI ELEKTROMOTORIASINKRONI ELEKTROMOTORIRashladni ureaji, dizalice, ventilatori, kompresori, runi strojevi

TRANSFORMATORI

LUNE PEI i UREAJI ZALUNE PEI i UREAJI ZA ZAVARIVANJE

ZASTARJELA RASVJETA KORISTIJALOVU ENERGIJU!JALOVU ENERGIJU!

Uz primjenu LED rasvjete nestaje potreba za jalovom ijenergijom

QualityTO JE OVDJE JALOVO?

Quality

Primjer kompenzacije kod mehanikih sila

Sila kojom konj vue brod dijeli se u dvije komponente

Kormilom se kompenzira sila da brod ne udari usila da brod ne udari u nasip

OSNOVNA TEORIJA

Prividna snaga S ( jedinice VA, kVA, MVA)Prividnu snagu je potrebno poznavati za odreivanje komponenataPrividnu snagu je potrebno poznavati za odreivanje komponenata elektrine mree. Generatori, transformatori, osigurai, prekidai snage, kabeli; sve se to dimenzionira prema prividnoj snazi.

T k t

Prividna snaga je umnoak napona i struje raunajui bez faznog pomaka.

S

Trokut snage: S = U I[VA] [V] [A]

Q Prividna snaga prikazuje se zbrojem vektora radne i jalove snage.

IP S = P + Q[VA] [W] [VAr]cos - faktor snagecos - faktor snage

ZATO ELIMO KORIGIRARTI FAKTOR SNAGE?

cos = 0,7

FAKTOR SNAGE?

Proizvodnja energije

M~

"P""Q"

"P""Q"

Sluaj bez kompenzacijeIzvor mora pokrivati:- Radnu snaga P- jalovu snagu Q

ZATO ELIMO KORIGIRARTI FAKTOR SNAGE?FAKTOR SNAGE?

cos = 0,95-1

"P" M"P"Proizvodnja

cos 0,95 1

Uteda "Q" ~"Q"

energije

Sluaj s kompenzacijomUteda Q u proizvodnji i di t ib iji

Kompenzacijadistribuciji

VEKTORSKI DIJAGRAM SNAGA

S j k ij jSnaga ureaja za kompenzaciju je:Qc = Q1 - Q2 Qc = P * ( tg1- tg 2)Qc P ( tg1 tg 2) Q1 = jalova snaga bez kompenzacijeP = radna instalirana snaga

OD 01.01.2011. NAPLAUJE SE I PREKOMPENZIRANI

1 -> kut bez kompenzacije2 -> eljeni kut uz kompenzacijuI i t j

POGON

Izraun iz rauna za struju

VRSTE KOMPENZACIJE

POJEDINANACENTRALNA POJEDINANACENTRALNA

GRUPNA

HARMONICIHARMONICIGeneratori u mrei su izvori napona sinusnog oblika.Troila su nelinearna i troe nesinusnu strujuTroila su nelinearna i troe nesinusnu struju.Nesinusna struja po impedancijama mree izobliava sinusni valni oblik naponasinusni valni oblik napona.Na mjestu prikljuenja kondenzatora: napon bogat viim harmonicima.harmonicima.

StrujaNapon

PRIMJERI NELINEARNIH TROILA I TIPINIH VALNIH OBLIKA STRUJE

NORMA HRN EN 50160:2012

Dozvoljene vrijednosti harmonika napona na predajnom mjestu do 25-og harmonika, izraene u postocima nazivnog napona bi

Neparni vii harmoniciParni vii harmonici

K ji i i k t i i b j 3 Vi k t i i b j 3

trebale biti kao u tablici, no ...

Koji nisu viekratnici broja 3 Viekratnici broja 3

Red harmonika Granica [%] Red harmonika Granica [%] Red harmonika Granica [%]

5 6,0 3 5,0 2 2,0, , ,

7 5,0 9 1,5 4 1,0

11 3.5 15 0,5 6 24 0,5

13 3,0 21 0,5

17 2,0

19 1,5

23 1,5

25 1,525 1,5

HARMONICI I REZONANCIJA

Kondenzatorska baterija formira serijski titrajni krug s k i l t i i i d kti it t !ekvivalentnim mrenim induktivitetom!

Za proraun rezonantne frekvencije frkoristi se formula:

Hz Sfrk

50HzQ

frc

50

Sk = Snaga kratkog spoja na mjestu prikljuenjaSk Snaga kratkog spoja na mjestu prikljuenjaQc = Snaga sustava za kompenzaciju

STRUJNO NAPREZANJE KONDENZATORA PRI REZONANCIJI

Razina harmonika Rezonantna frekvencije kondenzatora i mree

Niski napon:Frekvencija:

Snaga transformatora:

400 V50 Hz1000 kVA

Napon mree

V

Qc: kvar

Frekv. Hz

(%) u odnosu na

nazivni napon

Struja kond. I/INom

frg

Uk: 6 %v3:

150Hzv5:

250Hzv7:

350HZv11:

550Hz v13:

nazivni napon Nom

Rezultat:Rezonancija poveavarazinu harmonika napona

0 ----- 2.00 5.50 2.70 2.00 1.40 ----- 401.0

5 2513 2.00 5.56 2.73 2.06 1.47 1.10 401.025 1124 2.04 5.78 2.97 2.56 2.00 1.13 401.050 795 2 08 6 05 3 32 3 60 3 47 1 23 401 5razinu harmonika napona

Poveana razina harmonika ekstremno poveava struju ukondenzatoru

50 795 2.08 6.05 3.32 3.60 3.47 1.23 401.575 649 2.10 6.44 3.75 5.72 5.73 1.46 402.5

100 562 2.14 6.82 4.29 9.02 3.29 1.54 403.2125 503 2.20 7.26 5.05 6.62 1.93 1.36 402.5150 459 2.24 7.76 6.08 4.02 1.40 1.25 402.4

Poveana razina harmonika neznatno poveava efektivnu vrijednost mrenog napona.

150 459 2.24 7.76 6.08 4.02 1.40 1.25 402.4175 425 2.28 8.31 7.53 2.78 1.40 1.26 402.8200 397 2.32 8.91 9.67 2.10 1.40 1.32 403.7225 375 2.38 9.68 12.56 2.00 1.40 1.45 405.3250 355 2.42 10.56 14.80 2.00 1.40 1.56 406.8j g p275 339 2.48 11.61 13.61 2.00 1.40 1.53 406.6300 324 2.52 12.82 10.64 2.00 1.40 1.43 405.7

PODNOENJE STRUJNOG NAPREZANJA PRI REZONANCIJINAPREZANJA PRI REZONANCIJI

Podnosivo strujno optereenje kondenzatorskih baterijabaterija

Standardni kond IEC 8311.3 1.5 1.8 2.2

Standardni kond. IEC 831Schrack-DBSchrack-DPSchrack DL

x IN pri VN 50 Hz trajnoSchrack-DL

MJERE PROTIV REZONANCIJENA MJESTU PRIKLJUENJANA MJESTU PRIKLJUENJA

Ugradnja prigunice sprjeava opasnu serijsku rezonanciju kondenzatora i induktiviteta mree u blizinirezonanciju kondenzatora i induktiviteta mree u blizini dominantnih frekvencija viih harmonika napona mree!mree!

Rezonantna frekvencija pomie se ispod frekvencije dominantnogi h ikvieg harmonika napona

mree. Mrea na frekvencijamaMrea na frekvencijama viih harmonika ne vidi kondenzator!

INSTALACIJA FILTERSKIH PRIGUNICA

Prigunicu karakterizira parametar p - pad napona na prigunici. Veza izmeu rezonantne frekvencije prigunice i

j

f Hzr 50 1parametra p je:

f Hzp

r 50

Na primjer: p = 0,07 (7%)fr = 189 Hz

INSTALACIJA FILTERSKIH PRIGUNICA

Ne koristiti kompenzacije sa prigunicima i bez prigunica na istom energetskom transformatorutransformatoru.

U sluaju galvanski odovojenihU sluaju galvanski odovojenih mrea na NN dijelu mogu se koristiti u jednoj mreikoristiti u jednoj mrei kompenzacije sa, a u drugoj mrei bez prigunica.

INSTALACIJA PRIGUNICA

Osnovna veliina koja odreuje potrebu prigunice je razina viih harmonika u naponu mreerazina viih harmonika u naponu mree.

Prigunice se moraju koristiti ako:7. i vii harmonici su pojedinano vei od 1,5%3. ili 5. harmonik vei od 2% rezonantna frekvencija sustava bliska frekvencijirezonantna frekvencija sustava bliska frekvenciji istaknutih harmonika.

Izbor parametra p priginice:Izbor parametra p priginice:3. harmonik dominantan: prigunice s p=14% (fr=134Hz)5 harmonik dominantan: prigunica s p=7% (fr=189Hz)5. harmonik dominantan: prigunica s p=7% (fr=189Hz)

SITUACIJA S UGRAENOM PRIGUNICOMPRIGUNICOM

VLPrigunica sprjeava rezonanciju

kondenzatora s mreomP i i t k i t j

VC

Vmree Prigunica tako ograniava struju kondenzatora

N k d t tVC

V (429V)

Napon kondenzatora raste.Zbog serijske veze kondenzatora i

prigunice njihovi naponi su suprotniVCVL (28V)

(429V) prigunice, njihovi naponi su suprotnipa mreni napon praktiki ostaje nepromijenjen.

Vmreenepromijenjen.

Prigunica podie temperaturu u ormaru zbog vlastitih gubitaka!Prigunica podie temperaturu u ormaru zbog vlastitih gubitaka!

KOMPENZACIJA JALOVE ENERGIJE U MREAMA SA MTUU MREAMA SA MTU

Na mrei su prisutni tonfrekvencijski i l i lj j kl iimpulsi za upravljanje rasklopnim ureajima u mrei.

Zaporni krugovi za MTU frekvenciju se izvode kao paralelni titrajni krugoviizvode kao paralelni titrajni krugovi prigunice i kondenzatora

Rezonantna frekvencija zapornog kruga mora biti jednaka MTU frekvenciji, tako da j j ,ureaji za kompenzaciju ne utjeu i ne slabe MTU signal!

MTU I NEPRIGUENA KOPMPENZACIJA

U RH su 208 i 283 Hz najee MTU frekvencije

U mreama bez prisustva viih harmonika (to je danas vrlo rijetko) s frekvencijom MTU signaladanas vrlo rijetko), s frekvencijom MTU signala manjom od 250 Hz, ureaji za kompenzaciju snage do 35% nazivne snage pripadajueg energetskog g p p j g g gtransformatora, mogu se koristiti bez prigunica i bez tonfrekvencijskih zapora.

Za frekvencije MTU signala vee od 250 Hz, kompenzacijski ureaji bez prigunica trebaju biti

opremljeni tonfrekvencijskim zaporima, ako im je snaga vea od 10 kVArsnaga vea od 10 kVAr

MTU I PRIGUENA KOMPENZACIJA

U RH su 208 i 283 Hz najee MTU frekvencijeU mreama gdje se zbog naponskih harmonika moraU mreama gdje se zbog naponskih harmonika mora koristiti prigunice nije potrebno koristiti tonfrekventne zapore, ali veliinu priguenja je potrebno odreditizapore, ali veliinu priguenja je potrebno odrediti prema MTU frekvenciji:

za MTU >= 166Hz p=14% (fr=134Hz)p ( )za MTU >= 216Hz p=7% (fr=189Hz)

za 208 Hz MTU se koristi prigunica s p =14% za 283 Hz MTU se koristi prigunica s p = 7%a 83 U se o st p gu ca s p %Za obe frekvencije nije potrebno koristiti tonfrekventni zaporp

REGULACIJA FAKTORA SNAGEZadani cos fi je donja granicaNema prekompenzacije pri malim optereenjima

P i d j

Nema prekompenzacije pri malim optereenjimaIspravan rad u sva 4 kvadranta

cos phi0,95 ind

Proizvodnja induktivne energije

543

-1-2 Potro