Tervezesi segedlet

Hunyadi Kft. H 1183 Budapest Martinovics tr 24. tel: +361 297 2020 fax: +361 297 2022 email: [email protected] www.hunyadi.hu

Hunyadi tervezsi segdlet vgleges 1/25 2009. 04. 20.

A fzisjavtsrl ltalban

Vltram villamos gpek mkdsben lnyeges szerep jut a mgneses tereknek. Gerjesztskhz olyan ramok szksgesek, melyek idben, - fzisban periodussal elmaradnak a feszltsghez kpest. A fziskssnek az a kvetkezmnye, hogy ugyanazon hatsos teljestmny tvitelhez nagyobb ramra van szksg, s ez az ram feleslegesen kt le egyrszt a villamos energiatermel s elosztrendszer tviv kpessgbl, ugyanakkor az energia rendszerben az ram ngyzetvel arnyos tbblet vesztesget okoz.

A meddteljestmny igny felmerlsnek helyn kielgt forrsa elvileg lehet szinkron motor is. A fzisjavt kondenztor alkalmazsa azonban, szinte minden esetben kisebb beruhzst, nagyobb zembiztonsgot, gazdasgosabb zemvitelt tesz lehetv. Teleptse, szksg esetn thelyezse is egyszerbb. Ezrt lnyegesen elterjedtebb mdszer a fzisjavt kondenztorok alkalmazsa.

A hlzatokon a fogyasztk jellegtl fggen (ohmos, induktv, kapacitv) a hlzati feszltsg s ram idbeni lefutsa kztt eltolds llhat fenn.

ramszolgti eloszt

Hatsos ram

Medd ram

Fogyaszti fogad

ramszolgti eloszt

Hatsos ram

ram

Fogyaszti fogad

kondenztorok egyedi+csoportos

+kzponti

Fzisjavtatlan llapot = 45 ; cos = 0,7

Fzisjavtott llapot = 18 ; cos = 0,95


Hunyadi tervezsi segdlet vgleges 2/25

Meddram

A villamos ermvek s eloszt hlzatok terhelst, ignybevtelt a mrhet ram, illetve az ezen rammal arnyos ltszlagos teljestmny hatrozza meg. Az induktv fogyasztk (aszinkronmotorok, transzformtorok, egyenirnytk, hegesztgpek, fmhalogn lmpk s fnycsvek elttei stb.) hlzatbl felvett eredrama (Ilt), felbonthat kt, egymsra merleges ramkomponensre, hatsos (Ih) s medd ramra (Iind).

A hatsos ramsszetev fzisban van a feszltsggel, s ezek szorzata adja meg a hatsos teljestmnyt.

A hatsos rammal 90-os szget bezr (Iind) komponens ami az induktv fogyasztk mgnes mezejk fel s leptskhz szksges, a genertort, illetve a tvvezetket (kbelt) terhel mgnesez ram. Ennek kompenzlsa (kiegyenltse) egy vele egyez (vagy kzel egyez) nagysg (180- eltrs) kapacitv (Ikap) rammal rhet el, legclszerbben megfelelen mretezett fzisjavt kondenztorral.

A fentiek egyttes hatsaknt elrhet, hogy az ered ram a hlzati feszltsggel fzisban vagy kzel fzisban legyen (fzisjavts). Ezzel biztosthat, hogy lnyegben csak a hatsos ram okozta vesztesgek lpjenek fel.

Ellenkez esetben a tpvezetkeket, transzformtorokat a hatsos s medd ramok egyttes figyelembe vtelvel kell tervezni, illetve ezek ltal egyttesen okozott vesztesgeket kell szmba venni.

Meddteljestmny

Az albbi vektorbrbl leolvashat, hogy a hatsos teljestmnyt (P) kifejezhetjk az ered (ltszlagos) rammal is, mivel:

Ih = Ilt * cos

igy P = Ih * U = U * Ilt * cos

Az ramvektorok bemutatott kphez hasonl mdon brzolhatjuk a hatsos, medd s ltszlagos teljestmnyek vektorait is. Mint ebbl kitnik, az ramvektorok hromszge hasonl a teljestmnyek vektorhromszghez: fziseltolsi szg mindkettnl ugyanaz.

Az bra jellseivel: P = U * Ih Q = U * Iind S = U * Ilt

A kompenzlsra szorul induktv fogyasztk rama a hlzati feszltsghez kpest 90-kal (negyed peridussal) ksik, mg a kompenzl kondenztorok rama viszont a hlzati feszltsghez kpest 90-kal (negyed peridussal) siet.



Teljestmnytnyez (cos)

Lttuk, hogy az ered (ltszlagos) ram (Ilt) illetve a ltszlagos teljestmny (S ill.S1) szggel marad el a feszltsg mgtt. E szg cosinust teljestmnytnyeznek nevezzk, mivel megmutatja, hogy ugyanazon tfoly ram a fziskss kvetkeztben milyen arnyban kisebb hatsos teljestmnyt kpes egyazon rendszeren tvinni, ms szval az bra jejlseivel:

P cos = ,

S

az az a hatsos s ltszlagos teljestmny viszonya.

Nyilvnval az eddigiekbl, hogy az energia rendszer szempontjbl legkedvezbb a = 0-nak megfelel, fziskss nlkli zemllapot, amikor is a cos = 1; minden ettl eltr zemi helyzetben (cos < 1) az egsz energia plyn:

S 1 1 = arnyban nagyobb terhels, illetve arnyban meg nvekedett vesztesg P cos cos2

jelentkezik, a mgnesmez ram ltal kpviselt meddteljestmny fellpse miatt.



A mgnesez ram nvekv mrtke teht egyrszt ngyzetes arnyban nveli az eloszthlzaton fellp vesztesget, msrszt cskkenti az eloszthlzaton tvihet hatsos teljestmny mrtkt.

Fzisjavtatlan llapot Fzisjavtott llapot

Ahol:

S = Ltszlagos teljestmny fzisjavts eltt S1 = Ltszlagos teljestmny fzisjavts utn Qind = Induktv teljestmny Qm = Marad induktv teljestmny fzisjavts utn Qc = A szksges kompenzl teljestmny

Az ramszolgltat azokkal a fogyasztkkal, akik egy meghatrozott mennyisg felett vteleznek az ramszolgltati hlzatrl medd energit, bntetst fizettet.

A fzisjavts ltestse ugyan nem ktelez, de ennek hinybl kialakul hlzati viszonyok miatt az ramszolgltat szankcionl.

A bntets mrtke olyan lehet, hogy mr egy kzepes nagysg fogyasztnl a fzisjavts (mdozattl fggen) 1-3 ven bell megtrl.

Ilt

Iind

P S

Iind Qind QC

S1

Qm U U

Ih Ilt

Iind

Ih Ilt

Iind



A szksges kompenzl teljestmny meghatrozsa: (rszletesen lsd.fggelkben 1 s 2 pont)

Hogy meghatrozhassuk az adott krlmnyek kztt, az ramszolgltat kvetelmnyeinek biztonsgosan megfelel kompenzcis teljestmnyt s a fzisjavts mdjt, gondos villamos hlzat elemzst kell vgezni a fogyasztnl. A mrs idtartama fgg a fogyasztk jellegtl, de ltalban 10 napon keresztl vgezzk. Az AR5 tip. mszer a villamos hlzatok mrsre, a mrt paramterek trolsra, ezek szmtgpbe trtn bevitelre, a mrsi eredmnyek tblzatos s grafikus kirtkelsre szolgl.

A mszer alaphelyzetben az albbi paramtereket mri s rgzti:

L1 L2 L3 LIII

Feszltsg (U), (fzis-nulla v fzis-fzis) x x x x Feszltsg MAXIMUM s MINIMUM x x x ram (I), x x x x ram MAXIMUM s MINIMUM x x x Hatsos teljestmny (W), x x x x Induktv teljestmny (var L), x x x x Kapacitv teljestmny (var C), x x x x Teljestmny tnyez (cos ), x x x x Frekvencia (Hz), x Felharmonikus vizsglat (U s I) 50. rendig - THD (teljes hlzati torzts) vonal diagram x x x - oszlop diagram (fesz.s ram) x x x - hullm alak (fesz. s ram) x x x

A hlzati felmrs alatt fogyasztott villamos energik: - Hatsos energia (Wh) x - Induktv energia (varh L) x - Kapacitv energia (varh C), x

Hogy a fggelkben bemutatott szmtsi mdok brmelyikvel meghatrozott szksges kompenzcis teljestmnyt a hromfle fzisjavtsi md (egyedi, csoportos, kzpontos) melyike szerint vagy esetleg azok milyen kombincijban clszer bepteni, azt az sszes mrsi eredmny (legazsonkt is) figyelembe vtelvel az egyes fogyasztk jellege s zemen belli elhelyezkedse hatrozza meg.



Egyedi kompenzci:

Ezt a mdszert olyan fogyasztknl clszer alkalmazni, melyeknek medd energia felvtele az zemeltetsi id alatt kzel lland. Az ilyen fogyaszt berendezsek kt legfontosabb tpust a transzformtorok s az aszinkronmotorok kpviselik. A transzformtorok meddfogyasztsa kt rszbl ll: Az resjrsi (prhuzamos) s a szrsi feszltsgess induktv sszetevjnek megfelel meddfogyasztsbl. A prhuzamos rsz a transzformtor terhelstl fggetlenl lland rtk, a soros rsz a terhelssel ngyzetesen vltozik. A transzformtor teljes meddfogyasztsa a fggelk ( 3. pont) ben mehatrozott sszefggsbl szmthat.

ltalnos klszablyknt mondhat, hogy a norml transzformtoroknl szksges nyak vagy hnalj kompenzci a transzformtor nvleges teljestmnynek 3 5%-a legyen.

Hegeszttranszformtoroknl a nvleges transzformtorteljestmny 50%-nak, az egyenirnytval mkd hegeszt berendezseknl pedig a nvleges teljestmny 10%-nak megfelel kompenzl teljestmnyt clszer vlasztani.

A traszformtor resjrati kompenzl kondenztora a transzformtor indukcijval egy prhuzamos rezgkrt alkot melynek rezonancia frekvencija (a hlzati induktivitst figyelmen kvl hagyva) a fggelkben (4.pont) megadott mdon szmthat ki.

A kompenzl kondenztor s a tptranszformtor szintn egy prhuzamos rezgkrt kpez. Ennek frekvencijnak kiszmtsra lsd pldt a fggelkben (5.pont)

A transzformtor teljestmny 30%-t kitev kondenztor teljestmny beptsnl a rezonancia frekvencia olyan rtkre cskken, ami mr az esetleges 7. s a 9. rend felharmonikus elfordulsa esetn rezonancia gondokat okoz.

Aszinkron motorok meddfogyasztsa a transzformtorokhoz hasonlan ugyancsak egy resjrati (prhuzamos) s egy terhelsi (soros) rszsszegbl addik, mgis azzal a klnbsggel, hogy az resjrati hnyados a motorok esetben nagysgrenddel nagyobb, mint a transzformtoroknl, rtk a motor fordulatszmtl s teljestmnytl fggen a nvleges motorteljestmny 90%-tl a motorteljestmny 20%-ig vltozik.

A fogyaszti meddigny zmt elidz aszinkronmotorok egyedi kompenzcija (ha azok kihasznlsi raszma elri a havi 200 rt) mind gazdasgilag mind mszakilag elnys.

Mivel azonban az egyedi kompenzciknt beptett kondenztor teljestmnye a felgerjedsi veszly kvetkeztben legfeljebb a motor resjrati meddignynek 80%-a lehet, ezrt a legkedvezbb cos elrse rdekben az egyedi kompenzci mellett csoportos illetve kzpontos kompenzlst is kell alkalmazni.

Az ngerjedsi veszly kvetkeztben tilos egyedi kompenzcit alkalmazni olyan motorok esetn, ahol a motor forgsirnya vltozik, ill. a fkmgnes feszltsge a motor sarkairl ered (daru, lift stb.).



Ha a motor automata csillag/delta tkapcsols s a motor lelltsa deltbl trtnik, a kondenztorokat lehet deltba ktni. (A bra)

Ha viszont a csillag/delta tkapcsols mechanikus akkor egyfzis kondenztorokat kell alkalmazni, melyeket prhuzamosan kell ktni a motor egy-egy tekercshez. (B bra)

A motorok resjrati kompenzcijhoz szksges kondenztor teljestmnyeket lsd a fggelkben (6.pont)

Az egyedi kompenzls elnyei:

A meddenergia kompenzlsa ott trtnik, ahol az igny fellp, gy a meddenergia szlltsa igen rvid ton trtnik, s ez ltal a vezetken ltrejv vesztesg a legkisebb.

Megfelel knyszer kapcsolattal biztosthat, hogy a kompenzls vezrlst maga a fogyaszt vgezze.

Az egyedi kompenzls htrnyai:

Nagyobb sszteljestmnyt kell bepteni, mint a kzpontos kompenzlsnl A kondenztorok teleptsi kltsgei (miutn ezek egyenknt trtnnek) nagyobbak,

mint a kzpontos kompenzlsnl. A karbantarts kltsgesebb, vgrehajtsa szigor kvetkezetessget kvetel. A meghibsodsok szlelse nehezebb. Vltoz meddignynl a tlkompenzls lehetsge fenn ll. A klnfle meddteljestmny igny fogyasztkhoz ms s ms rtk kondenztor

teleptse szksges, ami megnehezti a tipizlst.

U1 V1

W1

M u1

v1 w1

L3

L1 L2

U1 U2 V1 V2

W2 W1

M u1

v1

u2 v2 w2

w1

0 Y D

L2 L1

L3

A, B,



Csoportos kompenzci

Ha az egyedi kompenzci a kompenzland motorok kis kihasznlsi raszm miatt nem gazdasgos, ugyanakkor a kzponti eloszt berendezs s az egyes zemrszek egymstl tvol vannak, vagy az egyes zemrszekhez vezet tpkbelek tl vannak terhelve, esetleg emiatt, vagy ettl fggetlenl a feszltsgess meghaladja a megengedett hatrt, a csoportos kompenzci indokolt. A csoportos kompenzci az zemi eloszt berendezsnek a kondenztor beptsi helyig terjed szakaszt mentesti a meddramtl. A csoportos kompenzci gazdasgossgnak elbrlsnl figyelembe kell venni a kzponti kapcsol berendezstl az elosztig terjed kbelhosszat, valamint azt a krlmnyt, hogy milyen mrtkben van lehetsg a csoportos kompenzciban felszerelt kondenztorok rendszeres ellenrzsre. A kompenzci e mdjnl clszer a kondenztorokat a kompenzlt zemrsz(ek) fkapcsoljval egyidejleg be-s kikapcsolni. Csoportos kompenzcit alkalmaznak az elttek kompenzlsra, pl.olyan helyeken, ahol nagy mennyisg fnycs van beptve s az elttekhez valamilye okbl (pl.korbbi PCB impregnls kondenztorokat kiptettek) jabb egyedi kompenzlst nem alkalmaznak.

Kzpontos kompenzci

Kzpontos kompenzcinak nevezzk a fzisjavtsnak azt a mdjt, amelynl az egsz zem meddteljestmnynek nagyobb rszt gy kompenzljuk, hogy a kondenztorokat az zem kzponti eloszt berndezsnek fgyjtsinjre kln megszaktok kzbeiktatsval kapcsoljuk r. A fzisjavtsnak ezt a mdjt akkor alkalmazzuk, ha az zemben mkd gpek technolgiai viszonyai lnyegesen eltrnek egymstl, az egyttjrsi tnyez kicsi s a terhels tg hatrok kztt ingadozik. gy pl. a kzpontos kompenzcit ltalban sok kis fogyasztval rendelkez s zemrszenknt is ersen vltoz terhelsek esetn alkalmazzuk.

Kzpontos kompenzcinl az egyes zemrszeknek eltr egyttjrsi s kihasznlsi tnyezje eredmnye kpen addik a viszonylagosan legkisebb kondenztor teljestmny ; a fzisjavts e mdjnl viszont a villamos berendezsek csak a gyjtsnig, a kondenztorok beptsi helyig menteslnek a meddramtl ; az elosztvezetkeket, valamint az elosztktl a fogyasztig terjed bektvezetkeket mr a wattos s meddramok eredje veszi ignybe. Kzpontos kompenzci korszer megoldsa nmkd kondenztorvezrls nlkl ma mr elkpzelhetetlen. Az ramszolgltat tariflis kvetelmnyeit e nlkl nemigen lehetne teljesteni.

Az automatizlt kzpontos fzisjavt berendezseket br vannak bizonyos stenderdek valjban a hlzati analzis alapjn ksztjk el.



-1 ,5

-1

-0 ,5

0

0,5

1

1,5

0,0 10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

110,0

120,0

130,0

140,0

150,0

160,0

170,0

180,0

190,0

200,0

210,0

220,0

230,0

240,0

250,0

260,0

270,0

280,0

290,0

300,0

310,0

320,0

330,0

340,0

350,0

360,0

5 0 H z - F e sz ltsg2 50 H z - F esz ltsg3 50 H z - F esz ltsgE red fesz lts g

Felharmonikusok a hlzaton

A villamos fogyasztk egy jelents rsznek (vezrelt egyenirnytk, egyenram hajtsok, fnyszablyzk, TV-k, komputerek, teltett vasmag indukcik, hegesztgpek, vkemenck, szikraforgcsol gpek, sznetmentes ramforrsok, egyb sinus kihasts elvn mkd kszlkek stb.) ramfelvtele nem, vagy nem teljesen sinusos.

A torzts mind a feszltsg, mind az ram jelalakjban mutatkozik, azonban mrtkk a hlzat viszonyaitl fggen ersen eltr lehet. Ha az un. mgttes hlzat zrlati teljestmnye a felharmonikust kelt fogyaszthoz kpest nagy, (a hlzat merev) akkor a torzts mrtke csekly. A torzts mrtke lnyegben a felharmonikust kelt fogyaszt teljestmnynek s a mr emltett zrlati teljestmny viszonytl fgg. Ha a felharmonikus kelt fogyaszt (pl.egyenirnyt vagy a fentiekben felsorolt jelleg fogyasztk) teljestmnye az tad hlzat zrlati teljestmnynek 1000-ed rsznl kisebb, akkor felharmonikus jelensgekkel nem kell szmolni.

A torztott jelalak felbonthat egyenram sszetevre, alap- s felharmonikusokra. A felharmonikusok az alapharmnikusok egsz szm tbbszrsei. (pl.: 150 Hz, 250 Hz, 350 Hz stb.) A legjabb kutatsok szerint a hlzaton elfordulnak, un. kztes harmonikusok is, melyek frekvencija nem egszszm tbbszrse az alap harmonikusnak. Ezek specifikus hatsainak vizsglatai most vannak folyamatban. Ezek jelenlte a hlzaton szmos problmt okoz (frekvenciafgg kszlkek tlterheldse, vezrlsi rendszerek zavarai, hlzati rezonancia fellpsnek veszlye stb.)

A felharmonikus ramok hatsos teljestmnyt nem hoznak ltre, a hlzatot azonban termikusan terhelik, s gy viselkednek, mint a meddram.

Vzszintes tengely: szg tengely ( relatv id) Fggleges tengely: klnfle frekvencij feszltsgek amplitdjnak relatv rtkei

Miutn a kondenztorok impedancija fordtottan arnyos a frekvencival, pl.egy 7. rend felharmonikus melynek feszltsge legyen a mrsek szerint 400 V-nak 2%-a azaz 8 V a kondenztoron az alap harmonikus ramnak tovbbi 14%-t hajtja keresztl.



A felharmonikusos hlzatokon a kondenztorok jelentsen tlterheldhetnek, ezrt a hagyomnyos fzisjavts ilyenkor nem alkalmazhat.

A fzisjavts ltestse eltt mind a kzpfeszltsg, mind, pedig a kisfeszltsg hlzaton hlzati analzist kell vgezni rszben a szksges medd teljestmny rszben, pedig annak meghatrozsra, hogy vannak-e, s ha igen, hnyadik rend s milyen intenzits felharmonikusok az adott hlzaton. Figyelemmel kell lenni a 0 vezetn foly ramra is mely nem csak a fzisok asszimetrijnak lehet a kvetkezmnye, hanem azt a jelents 3. rend felharmonikus is okozhatja. Ezrt a hlzati analzisnek a 0 vezetre is ki kell terjednie.

Felharmnikusokkal terhelt hlzatokon a kondenztorok klnfle lengseket is okozhatnak, ami a jelalakok tovbbi torzulshoz vezethet. gy a kondenztorok, tlterheldse fokozdik. A hlzatra jabb s jabb kondenztorok bekapcsolsval - ami a teljestmny tnyez javtsa szempontjbl szksges - egyre fokozdik a rezonancia veszly, ami a hlzati induktivits s a bekapcsolt kondenztorokbl kialakult rezgkr miatt van.

Rezonancia veszly

A villamos hlzatokra trtn kondenztor rkapcsols a tp transzformtor szekunder tekercsvel prhuzamos rezgkrt kpez. ____

f 0 = 1/2L*C

A bekapcsolt kapacits nvelsvel a rezonancia frekvencia cskken. Ha a hlzaton felharmonikusok vannak, elfordulhat- klnsen magasabb rend felharmonikusok esetn - hogy a rezonancia frekvencia igen kzel esik a magasabb rend felharmonikus frekvecijhoz s gy rezonns, lengsek lpnek fel a hlzaton. Ez termszetesen igen slyos kvetkezmnnyel jrhat.

Egy hlzatra attl fggen, hogy melyik rendszm felharmonikus a dominns az albbi sszefggs alapjn szmthat ki, hogy mennyi az a maximlisan bekapcsolhat kondenztor teljestmny az adott hlzatra.

ST 100 Qc < n Uk

Ahol: Uk = a transzformtor rvidzrsi feszltsge [%] ST = a transzformtor nvleges teljestmnye [kVA] n = a legmagasabb kritikus felharmonikus rendszma Qc = kondenztor teljestmnye [kvar]

Vegynk pldnak egy fogyaszti helyet, ahol a traf nvleges teljestmnye 1000 kVA, a drop 6%, s a mrsek szerint a legmagasabb dominns felharmonikus a 7. rend (350 Hz), akkor a hlzatra kapcsolhat maximlis kondenztor teljestmny:

1000 100 Qc < = 340 kvar 49 6

Ha a fzisjavts rdekben szksges kondenztor teljestmny ettl nagyobb, akkor csak torlfojts berendezs kerlhet a hlzatra.



-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

50 75 100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

375

400

425

450

475

500

525

550

575

600

625

650

675

700

725

750

775

800

825

xc / Ohmxl / Ohm 7 %Z / Ohm 7 %

Ha a bekapcsoland kondenztorokkal egy-egy megfelelen mretezett fojttekercset kapcsolunk sorba, gy kialakthat egy olyan rezgkr, melynek rezonancia frekvencija alacsonyabb, mint a dominns felharmonikus frekvencija.

Miutn az induktv s kapacitv reaktancik frekvencia fggse ellenttes,

Xc = 1/ * C mg XL= * L

a soros rezgkr impedancijnak frekvencia fggse az albbiak szerint fog alakulni:

Vzszintes tengely: frekvencia (Hz)

Fggleges tengely: a reaktancik s az impedancia viszonylagos rtkei. (Ohm)

A rezonancia frekvencia az brn az X tengely metszspontja feletti felharmonikusok szempontjbl a bekapcsolt egysgek a hlzatra induktv reaktancit fognak jelenteni, gy rezonancia veszly nem fog jelentkezni. Rezonancia veszlyt jelent az is, ha hlzaton nincsenek ugyan szmottev felharmonikusok, de a szksges kompenzl teljestmny a tptraf teljestmnyhez kpest tl nagy.

A kondenztorokkal sorba kttt fojt tekercs lehetv teszi, hogy fzisjavtst lehessen alkalmazni olyan hlzatokon, ahol felharmonikusok vannak.

Ezt a megoldst torl fojts fzisjavtsnak nevezzk. Br a lehangolsi frekvencitl fggen bizonyos fok felharmonikus szrs is ltrejn (15-30%) ezek a berendezse nem azonosak a szrkri berendezsekkel.



Torlfojts fzisjavts

A torlfojts fzisjavts 3 fzis kondenztorok s fojttekercsek soros kapcsolst jelenti. Az gy kialaktott krk teljestmnyt s hangolsi frekvencijt a hlzat elzetes felmrse alapjn lehet meghatrozni. Az alkalmazand kondenztor fokozatok nagysga a szksges kompenzci fggvnye, mg a lehangolsi frekvencia a dominns felharmnikus rendjtl, intenzitstl s az ramszolgltat krvezrlsi frekvencijtl fgg. Ezen kvl a hlzat egyb paramtereit is figyelembe kell venni.

Irnyelvknt mondhat, hogy olyan hlzatokon, ahol felharmnikus kelt forrsok vannak, s azok teljestmnye meghaladja az sszteljestmny 20 % -t, vagy az 5. felharmnikus feszltsge magasabb, mint 2 %, akkor csak torlfojts fzisjavtst clszer alkalmazni a fent lert htrnyok s veszlyek elkerlse rdekben.

A torlfojts fzisjavts biztostja: - az 50 Hz-en trtn tkletes fzisjavtst - a felharmnikus szint cskkentst (a hangolsi lessg fggvnyben) - rezonancia veszly teljes elkerlst

Mikor kell torlfojtos fzisjavtst alkalmazni?

Ha a felharmonikust kelt fogyaszt teljestmnye meghaladja a teljes teljestmny 20%-t

Ha a feszltsg torzts mrtke az 5. felharmonikus esetben meghaladja a 2%-ot Ha a szksges kompenzl teljestmny meghaladja a traf teljestmnynek 30%-t Ha az adott trafkrzetben mr ilyen berendezs zemel. (vegyesen nem lehet) Ha az adott helyen korbban mr fellptek hlzati zavarok.

Szrkrk:

Ha egy adott fogyasztnl nem csak a fzisjavtst kell megoldani felharmonikusokkal terhelt hlzatn, de szksg van a felharmonikus szint jelents cskkentsre is akkor alkalmazunk szrkrket. Ezek nagyon hasonltanak a torlfojts megoldsra, azonban az egyes fokozatok lehangolsi frekvencii klnbzek s az elfordul felharmonikus frekvencikhoz igen kzeliek. Ezltal azok impedancii a diszkrt frekvencikra nagyon kicsi, gy a fokozatokon jelents ram fog folyni, ami az adott frekvencin jelents feszltsg esst fog okozni. A fokozatok nagysgt, hangolsi frekvencijt igen gondos mrssel kell meghatrozni.(lsd a mrsre vonatkoz korbbi utalsainkat)

A szrkrknl, a szrni kvnt frekvencikra hangolt fokozatok egyszerre kapcsoldnak be, gy biztostva egyidejleg a fzisjavtst s a felharmonikus szrst.



-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

50 60 70 80 90 100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

E llenlls vals rszeE llenlls kpzetes rszeIm pedanc ia, ltszo lagos e llenlls

Ha az ramszolgltat krvezrlsi frekvencija kzel esik a torlfojts vagy szrkri berendezs rezonancia frekvencijhoz ( pl. a krvezrls frekvencija 216,2/3 Hz a 7% csillapts torlofojts berendezs alkalmazsakor clszer a berendezseket kiegszteni, un. hangfrekvencis zrkrrel Ha a berendezs csillaptsa 14%, akkor pedig ez a kiegszts felttlen szksges.) Ez azt jelenti, hogy a krvezrls frekvencijra pontosan hangolt rezgkrrel biztostani lehet s kell, hogy a rendszer erre a diszkrt frekvencira rendkvl nagy impedancit mutasson.(sajnos ez a kltsgeket nveli) Ebben az esetben az egyedi torlfojts kompenzls klnsen drga. A kvetkez brn bemutatjuk a hangfrekvencis zrkr elvi kapcsolst:

Az albbi bra azt mutatja, hogy a hangfrekvencis zrkr alkalmazsval milyen impedancia nvelst lehet elrni egy adott (krvezrlsi) frekvencin.

Vzszintes tengely: frekvencia (HZ) Fggleges tengely: az ellenlls, a reaktancik s az impedancia viszonylagos rtkei. (Ohm)



Gyors szablyzs tirisztor kapcsols fzisjavt berendezsek

A minden ignyt kielgt meddteljestmny kompenzls a tervezs sorn nagy krltekintst ignyel. Abban az esetben, ha a kompenzland hlzaton a teljestmnyvltozs jelents mrtk s gyakori (megmunkl gpcsoportok, hegeszt berendezsek, daruk, liftek, hengerszkek) a hatkony meddteljestmny szablyozs csak megfelelen gyors mkds berendezssel rhet el.

A hagyomnyos mgneskapcsols kompenzl berendezsekkel mg klnleges kist eszkzk alkalmazsa mellett is csak 4-20 sec-os kapcsolsi sebessg rhet el fokozatonknt.

A feladat tkletes megoldst az ltalunk forgalmazott tirisztoros gyors szablyz adja. Ennl a berendezsnl a kondenztor telep be s kikapcsolst tirisztorok vgzik. A kondenztorok bekapcsolsa abban az idpillanatban trtnik, amikor a hlzati feszltsg pillanat rtke megegyezik a mg kistetlen kondenztor feszltsgvel. A kikapcsols pedig, az ram nulla tmenetnl trtnik, a ki s bekapcsolsokat az elektronika fzisonknt vgzi.

Ennl a berendezsnl egy fokozat kapcsolsi ideje fzisonknt kisebb, mint 50 msec. A fent ismertetett rendszer a gyors mkds mellett kmli a kondenztorokat, s a hlzatott a ki s bekapcsolsi ramlksektl, tranziensektl. A gyorsszablyz berendezseket kiegszt szablyzknt is clszer alkalmazni oly mdon, hogy a teljes medd teljestmny igny kb. 20%-t a gyors szablyz a fen marad rszt, pedig a hagyomnyos fzisjavt berendezs lssa el.

A tirisztoros fzisjavts torlfojtkkal is kombinlhat.

A fzisjavtssal szemben tmasztott ltalnos kvetelmnyek:

A fzisjavts legyen az egyedi, csoportos vagy kzpontos, vagy ezek kombincija - biztostsk az adott hely meddenergia kompenzlst, gy hogy a hlzatbl felvett medd energia arnya biztonsggal ne haladja meg a jelenleg rvnyben lv GM 70/1999 XII. 20. sz. rendeletben elrt hatrokat.

A fzisjavts feleljen meg az SZ kvetelmnyeinek, miszerint nem okozhat kros visszahatst az SZ hlzatra,(EN-MSZ 50160 sz. szabvny, valamint krvezrlsi kvnalom)

A fzisjavt berendezs tekintettel arra, hogy magyar szabvny erre nincs -feleljen meg az IEC 0439-01, a DIN VDE 0560 sz. szabvnyok kvetelmnyeinek s rendelkezzen CE jelzssel.

Feleljen meg a szerels az MSZ 172/1 rintsvdelmi Szablyzatnak, valamint az MSZ 1600 sz. Ltests Biztonsgi szablyzatnak.

Egyszer s knny karbantarthatsg A Szllt minsgi tanstvnnyal, ISO-va rendelkezzen.



Fggelk

Alap sszefggsek:

Villamos munka, energia: W = P * t Villamos teljestmny

Egyenram esetn P = U * I

Vltakoz ram esetn

Egyfzis: P = U * I * cos __

Hromfzis: P = 3 * U * I * cos

Villamos medd teljestmny:

Egy fzis esetn Qc = U * I * sin __

Hrom fzis esetn Qc = 3 * U * I * sin

Kondenztor energia tartalma: W = * U2 * C Kondenztoron tfoly ram:

Egy fzis esetn: I = U * * C __

Hrom fzis esetn I = 3 * U * * Ciii

Torl fojts fzisjavtsnl: 502 Csillaptsi tnyez: P = (fr = a lehangolsi frekvencia) fr2

Qc Tnylege kondenztor teljestmny: Qn = (Qc a kondenztor eredeti teljestmnye)

( 1- P )

Qn A kondenztoron tfoly ram: I =

Un * 3

Un A kondenztor sarkain keletkez feszltsg: Uc= (Un a nvleges hlzati feszltsg)

( 1- P )

Un2 Kapacitv ellenlls: Xc =

Qn * ( 1-P)

Induktv ellenlls: XL = P * Xc

XL Induktivits: L =

2pi * f



Kpletek, tblzatok:

Bet jele

Mennyisg Egysg Rvidts

l Hosszsg mter m t Id secundum S U Feszltsg volt V I ramerssg amper A R Rezisztancia, ellenlls ohm G Konduktancia siemens S S Ltszlagos teljestmny voltamper VA C Kapacits farad F P Teljestmny watt W Qc Kondenztor medd teljestmnye var var Pv Vesztesgi teljestmny voltamper VA W Munka, energia jule J E Villamos trerssg voltmter V/m e Pemittivits faradmter F/m f Frekvencia herz Hz Krfrekvencia radian/sec rad/s Fzisszg radin rad/1

tg Vesztesgi tnyez

Mrtkegysgek, jellsek

Paramter

Neve jele 1012 109 106 103 1 10-3 10-6 10-9 10-12

Feszltsg volt V MV kV V mV V ramerssg amper A kA A mA A nA pA Ellenlls ohm T G M k m Kapacits farad F F F nF pF Induktivits henry H H mH H Teljestmny watt W MW kW W mW Medd teljestmny Mvar kvar var Frekvencia herz Hz GHz MHz kHz Hz Tvolsg mter m km m mm m



1.) A szksges meddteljestmny meghatrozsa tblzat segtsgvel:

Ttelezzk fel, hogy egy fogyasztnl az albbi adatokat mrtk (vagy llnak rendelkezsre a villanyszmlbl)

A legnagyobb hatsos teljestmny a mrs idtartama alatt: 310 kW A mrs idtartalma alatt felhasznlt meddenergia: 78.000 kvarh A mrs idtartalma alatt felhasznlt hatsos energia: 68.420 kWh

tg = kvarh/kWh = 78.000/68.420 = 1,14; ez az albbi tblzat szerint cos = 0,66 Ha az elrend cos = 0,97, akkor a tblzat szerint a szorz szm 0,89 A szksges kompenzl teljestmny teht: 310 * 0,89 = 275,9 kvar ~ 280 kvar

Je

len

legi

tg

ill

. co

s

A mrsbl add rtkek A kvnt teljestmnytnyez - cos 2

tan Cos 0,70 0,75 0,80 0,82 0,88 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 1,00

4,90 0,20 3,88 4,02 4,15 4,20 4,36 4,41 4,44 4,47 4,50 4,54 4,57 4,61 4,65 4,70 4,76 4,90 3,87 0,25 2,85 2,99 3,12 3,17 3,33 3,39 3,42 3,45 3,48 3,51 3,54 3,58 3,62 3,67 3,73 3,87 3,18 0,30 2,16 2,30 2,43 2,48 2,64 2,70 2,72 2,75 2,78 2,82 2,85 2,89 2,93 2,98 3,04 3,18 2,68 0,35 1,66 1,79 1,93 1,98 2,14 2,19 2,22 2,25 2,28 2,31 2,35 2,38 2,43 2,47 2,53 2,68 2,29 0,40 1,27 1,41 1,54 1,59 1,75 1,81 1,84 1,87 1,90 1,93 1,96 2,00 2,04 2,09 2,15 2,29 1,98 0,45 0,96 1,10 1,23 1,29 1,44 1,50 1,53 1,56 1,59 1,62 1,66 1,69 1,73 1,78 1,84 1,98 1,73 0,50 0,71 0,85 0,98 1,03 1,19 1,25 1,28 1,31 1,34 1,37 1,40 1,44 1,48 1,53 1,59 1,73 1,64 0,52 0,62 0,76 0,89 0,94 1,10 1,16 1,19 1,22 1,25 1,28 1,31 1,35 1,39 1,44 1,50 1,64 1,56 0,54 0,54 0,68 0,81 0,86 1,02 1,07 1,10 1,13 1,16 1,20 1,23 1,27 1,31 1,36 1,42 1,56 1,48 0,56 0,46 0,60 0,73 0,78 0,94 1,00 1,02 1,05 1,08 1,12 1,15 1,19 1,23 1,28 1,34 1,48 1,40 0,58 0,38 0,52 0,65 0,71 0,86 0,92 0,95 0,98 1,01 1,04 1,08 1,11 1,15 1,20 1,26 1,40 1,33 0,60 0,31 0,45 0,58 0,64 0,79 0,85 0,88 0,91 0,94 0,97 1,00 1,04 1,08 1,13 1,19 1,33 1,27 0,62 0,25 0,38 0,52 0,57 0,73 0,78 0,81 0,84 0,87 0,90 0,94 0,97 1,01 1,06 1,12 1,27 1,20 0,64 0,18 0,32 0,45 0,50 0,66 0,72 0,74 0,77 0,81 0,84 0,87 0,91 0,95 1,00 1,06 1,20 1,14 0,66 0,12 0,26 0,39 0,44 0,60 0,65 0,68 0,71 0,74 0,78 0,81 0,85 0,89 0,94 1,00 1,14 1,08 0,68 0,06 0,20 0,33 0,38 0,54 0,59 0,62 0,65 0,68 0,72 0,75 0,79 0,83 0,88 0,94 1,08 1,02 0,70 0,00 0,14 0,27 0,32 0,48 0,54 0,56 0,59 0,62 0,66 0,69 0,73 0,77 0,82 0,88 1,02 0,96 0,72 0,08 0,21 0,27 0,42 0,48 0,51 0,54 0,57 0,60 0,64 0,67 0,71 0,76 0,82 0,96 0,91 0,74 0,03 0,16 0,21 0,37 0,42 0,45 0,48 0,51 0,55 0,58 0,62 0,66 0,71 0,77 0,91 0,86 0,76 0,11 0,16 0,32 0,37 0,40 0,43 0,46 0,49 0,53 0,56 0,60 0,65 0,71 0,86 0,80 0,78 0,05 0,10 0,26 0,32 0,35 0,38 0,41 0,44 0,47 0,51 0,55 0,60 0,66 0,80 0,75 0,80 0,00 0,05 0,21 0,27 0,29 0,32 0,35 0,39 0,42 0,46 0,50 0,55 0,61 0,75 0,70 0,82 0,00 0,16 0,21 0,24 0,27 0,30 0,34 0,37 0,41 0,45 0,49 0,56 0,70 0,65 0,84 0,11 0,16 0,19 0,22 0,25 0,28 0,32 0,35 0,40 0,44 0,50 0,65 0,59 0,86 0,05 0,11 0,14 0,17 0,20 0,23 0,26 0,30 0,34 0,39 0,45 0,59 0,54 0,88 0,00 0,06 0,08 0,11 0,14 0,18 0,21 0,25 0,29 0,34 0,40 0,54 0,48 0,90 0,00 0,03 0,06 0,09 0,12 0,16 0,19 0,23 0,28 0,34 0,48 0,43 0,92 0,00 0,03 0,06 0,10 0,13 0,18 0,22 0,28 0,43 0,36 0,94 0,00 0,03 0,07 0,11 0,16 0,22 0,36 0,29 0,96 0,00 0,04 0,09 0,15 0,29 0,20 0,98 0,00 0,06 0,20



2.) A szksges meddteljestmny meghatrozsa szmtssal:

Vegynk pldnak egy fogyasztt, ahol a P = 200 kW; cos = 0,5; a cl cos = 0,95

A vektorbra alapjn:

200 200 S = = = 400 kVA

cos1 0,5

P 200 S1 = = = 210 kVA cos2 0,95 ________ ___________

Qind = S 2 P 2 = 400 2 200 2 = 346,4 kvar

________ ___________

Qm = S12 P 2 = 210 2 200 2 = 64 kvar

Qc = Qind Qm = 346,4 64 = 282,4 kvar

3.) Transzformtor meddteljestmny ignynek meghatrozsa:

Qtr = Q + x * k * S [kvar]

ahol:

Q = a transzformtor resjrati medd ignye x = a transzformtor rvidzrsi feszltsgnek (drop) induktv sszetevje k = a transzformtor tnyleges teljestmnynek viszonya a nvleges rtkhez S = a transzformtor nvleges teljestmnye kVA-ben

Vegynk egy pldt:

Legyen egy 20/0,4 kV-os, 1000 kVA nvleges teljestmny transzformtor resjrsi (prhuzamos) medd ignye 16 kvar, dropjnak induktv sszetevje 4%, a transzformtor terhelse 800 kVA.

A fenti kplet szerint:

Qtr = 16+(0,04 * 800 1000) * 1000 = 16+25,6 kVAr ~ 42 kvar



4.) Transzformtor s annak resjrati kompenzcijbl add rezonancia frekvencia:

Vegynk pldnak egy 1000 kVA-es transzformtort melynek dropja 6%.

Str * 100 1000 * 100 fre = f * = 50 * = 912,8 Hz Qc * Uz 50 * 6

Ahol:

fre = a kialakult rezgkr rezonancia frekvencija f = a hlzati frekvencia Str

= a transzformtor nvleges teljestmnye [kVA] Qc = a kompenzl kondenztor teljestmnye [kr] Uz = a transzformtor dropja [%]

5.) Vizsgljuk meg, hogy egy 1000 kVA-os transzformtor krzetben milyen rezoncia frekvencia addik, ha a szksges meddteljestmny igny 300 kVAr, a traf dropja 6%.

Elszr ki kell szmtanunk a transzformtor rvidzrlati teljestmnyt:

100 100 Sz = * Str = * 1000 = 16,66 MVA, Uz 6

majd a rezonancia frekvencit

Sz 16,66 frez = f * = 50 * = 373 Hz Qc 300

Ahol:

Sz = a transzformtor rvidzrlati teljestmnye [MVA] Str = a transzformtor nvleges teljestmnye [kVA] Uz = a transzformtor rvidzrsi feszltsge [%] f = az alapharmonikus frekvencija Qc = kondenztor teljestmnye [kvar]



6.) Motorok resjrati kompenzcijhoz szksges kondenztor teljestmnyek.

A tblzatban szerepl rtkek szmtott adatok, gy kerltek meghatrozsra, hogy a kompenzlsbl addan felgerjeds ne fordulhasson el.

Motor nvl.telj. Alkalmazhat kondenztor teljestmny kvar ban a motor nvleges

fordulatnak (plusszmnak) s nvleges teljestmnynek fggvnyben

Le kW 2 plus 3000/perc

4 plus 1500/perc

6 polus 1000/perc

8 polus 750/perc

10 polus 600/perc

12 polus 500/perc

3 2,2 1,5 1,5 1,5 2 2,5 3,5 5 3,7 2 2 2 3 4 4,5

7,5 5,5 2,5 2,5 3 4 5,5 6 10 7,4 3 3 3,5 5 6,5 7,5 15 11 4 4 5 6,5 8 9,5 20 14 5 5 6,5 7,5 9 12 25 18 6 6 7,5 9 11 14 30 22 7 7 9 10 12 16 40 29 9 9 11 12 15 20 50 36 11 11 13 15 19 24 60 44 14 14 15 18 22 27 75 55 16 16 18 21 26 32

100 73 21 21 25 27 32 40 125 92 26 26 30 32 40 47 150 110 32 32 35 37 47 52 200 147 40 40 42 47 60 65 250 184 45 45 52 57 70 77 300 220 53 53 60 65 80 87 350 258 60 60 67 75 87 95 400 294 67 67 75 85 95 105 450 331 70 70 80 92 100 110 500 368 75 75 82 97 107 115



Klnfle teljestmny fzisjavt berendezsek bektsre vonatkoz adatok

Kompenzl teljestmny

kvar

Nvleges ram

A

Rz bekt vezetk 4 x mm2

Szksges biztost

A

2,5 3,6 1,5 10 5 7,2 2,5 16

7,5 10,8 2,5 16 10 14,4 2,5 20

12,5 18,0 6,0 25 15 21,6 10,0 35 20 28,8 10,0 35 25 36,0 16,0 50 30 43,2 16,0 63 40 57,6 25,0 80 45 64,8 35,0 80 50 72,0 35,0 100 60 86,4 70,0 125 75 108,0 95,0 160 80 115,2 95,0 160 90 129,6 95,0 160

100 144,0 95,0 200 125 180,0 120,0 250 150 216,0 150,0 250 175 252,0 185,0 ill. 2 x 95,0 315 ill. 2 x 200 200 288,0 240,0 ill. 2 x

95,0 400 ill. 2 x 200

250 360,0 2 x 150 2 x 250 300 432,0 2 x 185 2 x 315 350 497,0 2 x 185 2 x 315 400 568,0 2 x 240 2 x 400



Harmonikus ramok ltal okozott problmk

Nullavezet tlmelegedse

Hromfzis rendszerekben a fzisfeszltsgek idfggvnyei egymshoz kpest 120-kal vannak eltolva. gy, hogy ha a fzisok terhelse azonos, a hrom fzis ramnak sszege, amely a csillagponton keresztl a nullavezetbe folyik, minden pillanatban nulla. Ha a terhelsek aszimmetrikusak, csak az aszimmetrin felli ram folyik a nullavezetben. Rgebben a tervezk (a szabvnygyi hatsgok jvhagysval) kihasznltk ezt a tnyt s a nullavezet keresztmetszett a fzisvezet keresztmetszetnek felre vlasztottk. Br az alapharmonikus ramok szimmetria esetn a nullavezetben valban kioltjk egymst, a harmonikussokkal nem ez a helyzet azok az ramok, melyek frekvencija az alapharmonikus hromszoros frekvencijnak egsz szm tbbszrsei, a nullavezetben sszeaddnak, a fzisramok alapharmonikusai 120-kal eltolva kvetik egymst. A harmadik harmonikus ramok az egyes fzisokban azonosak, mivel hromszoros a frekvencijuk s gy peridusidejk harmada az alapharmonikusnak, amely pontosan megegyezik a fzisok kztti idtolssal. Az bra aljn a nullavezetben foly, harmadik harmonikus ram lthat. Ebben az esetben, a fzisokban foly 70% harmadik harmonikus ram hatsra a nullavezet rama 210% lesz.

Irodahzakban vgzett esettanulmnyok szerint a nullavezet rama a fzisvezetk ramnak 150-210% -a, mg keresztmetszete gyakran fele a fzisvezet keresztmetszetnek! A tervezk klnbzkppen kezelik ezt a problmt. Az egyer kbelek esetn a legegyszerbb megolds dupla keresztmetszet nullavezet beptse vagy kt kln vezetvel, vagy egy nagyobb keresztmetszetvel. Tbber kbelek esetn a megolds nem ilyen egyszer. A tbber kbelek nvleges ramnak meghatrozsakor felttelezik a szimmetrikus terhelst, s hogy a nullavezetn nem folyik ram, azaz a ngy r kzl csak hromban folyik ram s keletkezik h. Mivel a kbel terhelhetsge csak attl fgg, hogy mennyi ht tud leadni a maximlis megengedett hmrskleten, a harmadik harmonikus rammal terhelt kbelek terhelhetsgt cskkenteni kell. Pldinkban a kbel t egysgnyi ramot vezet hrmat a fzisvezetkben, kettt a nullavezetben , de csak hrom egysgre van mretezve. gy a norml terhelhetsgnek krlbell 60%-ra vissza kell minsteni. Az IEC 60364-5-523 C tjkoztat kiegsztse a harmadik harmonikus ramok nagysgnak fggvnyben visszaminstsi tnyezk sorozatt javasolja.



Transzformtorok tlmelegedse

A harmonikusok a transzformtorokra kt mdon hatnak. Az egyik hats az rvnyram vesztesg, ami a harmonikus rendszm ngyzetvel nvekszik s normlis krlmnyek kztt a teljes terhelsnl fellp vesztesg 10%-a krli rtk. A gyakorlatban egy IT berendezseket is tpll transzformtornak teljes terhelsnl ktszer akkora a vesztesge, mint egy azonosan terhelt csak lineris terhelsnek. Ez a tbblet vesztesg sokkal nagyobb zemi hmrskletet s rvidebb lettartamot eredmnyez. Valjban ilyen krlmnyek kztt az lettartam a szoksos 40 vrl gy 40 napra cskken! Szerencsre csak nhny transzformtor zemel teljes terhelssel, de a fenti hatst tervezskor figyelembe kell venni. A msik hats a hrommal oszthat szimmetrikus harmonikussokkal kapcsolatos. A delta tekercsben ezek az ramok egymssal fzisban vannak, gy a deltatekercselsben krbe folynak. A delta tekercsbl nem lpnek ki a hlzat fel, gy a delta tekerccsel rendelkez transzformtorok levlaszt transzformtorknt mkdnek. Megjegyezzk, hogy a tbbi harmonikus keresztlfolyik a transzformtorokon. A transzformtor mretezsekor a deltban foly ramot is figyelembe kell venni.

Megszaktk tves kikapcsolsa

ramvd kapcsolst alkalmaz kismegszaktk a fzis s a nullavezet ramainak sszegt kpezik s ha az eredmny meghaladja a belltott rtket, levlasztjk a terhelst a hlzatrl. Tves kikapcsolst okozhatnak a harmonikusok kt okbl is. Elszr is mivel ezek elektromechanikus eszkzk, a nagyobb frekvencij sszetevket nem pontosan mrik s ez hibs kapcsolshoz vezet. Msodszor a harmonikusokat termel berendezsek kapcsolsi tskket is keltenek, amelyeket a berendezs hlzati csatlakozsnl szrni kell. Az erre a clra hasznlt szrk kondenztort tartalmaznak, amely a fzis-fld s a nullavezet-fld kz van ktve s ezrt a fld fel folyik nmi ram. Ezt a szivrg ramot a szabvnyok szrnknt 3.5mA -ben korltozzk s ltalban ennl sokkal kisebb rtk, de ha sok berendezs van egy ramkrre kapcsolva, a szivrg ram elg nagy lehet ahhoz, hogy az ramvd kapcsolt mkdtesse. A helyzet knnyen megoldhat, ha tbb ramkrt alkalmazunk, amelyek gy kisebb terhelseket tpllnak. A kismegszaktk tves kapcsolst gyakran okozza az a krlmny, hogy a harmonikusok jelenlte miatt az ramkr rama nagyobb, mint a szmtsok vagy egyszer mrs alapjn felttelezett. A legtbb egyszer kzi mszer nem a valdi effektv rtket mri s torztott, nem szinuszos ram esetn a tnylegesnl akr 40%-kal kisebb rtket mutat.



Fzisjavt kondenztorok tlterhelse

A fzisjavt kondenztorok teleptsnek clja, hogy az induktv terhelsek mint pldul egy aszinkron motor induktv meddteljestmnyt kompenzlja s a hlzat fel eredben kzel ohmos terhelst jelentsen. A fzisjavt kondenztor impedancija a frekvencia nvekedsvel cskken, mg a tphlzati impedancia ltalban induktv s a frekvencival nvekszik.

gy prhuzamos rezonancia alakul ki a kondenztor s a tphlzat kztt, amelynek kvetkeztben a kondenztoron nagy harmonikus ramok folynak, s ha csak nem gy terveztk, hogy ezt kibrja, meghibsodhat a tlterhelstl. Ez a rezonancia ltalban a 100-550 Hz-es tartomnyba esik. A rezonancia kvetkeztben a tphlzat fel is nagyobb lesz a harmonikus ram. A rezonancia elkerlhet, ha a fzisjavt kondenztorral sorbaktnk egy fojttekercset gy, hogy eredjk mr ppen induktv legyen a legkisebb dominns harmonikus rendszmon. Ez a megolds a hlzat fel s a kondenztorokba foly harmonikus ramot is cskkenti. Problmt okozhat a fojt mrete, klnsen, ha kis rendszm harmonikus a dominns.

Skinhats

A vltakoz ram a vezet kls fellete kzelben igyekszik folyni. Ezt a jelensget, amely nvekv frekvenciknl egyre hangslyozottabban jelentkezik, skinhatsnak nevezzk. 50 Hz-nl ltalban elhanyagoljuk, mivel alapharmonikuson kis hats, de 5. harmonikustl felfel egyre jelentsebb, mert tbbletvesztesget okoz. Ahol harmonikus ramok vannak, a tervezknek figyelembe kell venni a skinhatst s megfelel mrtkben vissza kell minsteni a kbelek terhelhetsgt. Tbber kbel vagy lemezelt sn hasznlata cskkenti ezt a problmt.

Figyelni kell tovbb arra, hogy a gyjtsinek rezgsre trtn mretezsekor a harmonikus frekvencikat is figyelembe kell venni. Ezen krdsekre vonatkoz tervezsi tmutatst ad a CDA 22. kiadvnya Rz gyjtsnek. Harmonikus feszltsgek ltal okozott problmk A harmonikus ramok a tphlzat impedancijn tfolyva az eredetileg szinuszos feszltsget eltorztjk. Az impedancia kt rszre oszthat: a bels kbelezs impedancija a csatlakozsi pontig, s a csatlakozsi ponttl a tpoldal fel mrt impedancia, pldul a helyi tptranszformtor impedancija.

A nemlineris terhels torz terhel rama torz feszltsgesst okoz a kbelimpedancin. Errl a torz feszltsghullmrl van tplva a tbbi terhels, amelyek ugyanerre az ramkrre csatlakoznak, s harmonikus ram folyik rajtuk akkor is, ha lineris terhelsek.

A megolds a sztvlasztott ramkrk alkalmazsa; a nemlineris terhelseket el kell klnteni a harmonikuskora rzkeny terhelsektl. A harmonikus feszltsgtorzuls nagysgnak szmtsakor figyelembe kell venni, hogy ha a terhelst hlzati hiba esetn sznetmentes tp vagy vszgenertor tpllja, akkor a tphlzati impedancia s vele egytt a feszltsgtorzuls is sokkal nagyobb lehet.



A helyi transzformtorokat gy kell megvlasztani, hogy kis kimen impedancijak legyenek, s kell tartalkuk legyen a tbbletvesztesgekre, ms szavakkal megfelelen tl kell mretezni a transzformtort. Itt jegyezzk meg, hogy nem megfelel, ha a transzformtor terhelhetsg nvelse knyszerhtssel rhet el az ilyen berendezs nagyobb bels hmrsklettel zemel, s ezrt cskken az lettartama. Knyszerhtst csak szksgllapotra szabad fenntartani s soha nem szabad a norml zemet erre alapozni.

Aszinkron motorok

A harmonikus feszltsgtorzuls a transzformtoroknl lertakhoz hasonlan a motorokban is megnveli az rvnyram-vesztesgeket. Ezekhez a vesztesgekhez azonban az llrszben ltrejv harmonikus mezk kvetkeztben, amelyek a forgrszt klnbz sebessggel elre vagy htra akarjk forgatni tovbbi vesztesgek addnak. A forgrszben induklt nagyfrekvencis ramok jabb vesztesgeket okoznak. Ahol harmonikus feszltsgtorzulsra lehet szmtani, ott a tbblet vesztesgek figyelembe vtelvel a motorok nvleges teljestmnyt mindig vissza kell minsteni.

Nulltmenet bizonytalansg

Az elektronikus szablyozk sok esetben a tpfeszltsg nulltmenett rzkelik azrt, hogy meg tudjk hatrozni a terhels bekapcsolsnak optimlis idpontjt. Ennek az az oka, hogy a klnbz terhelseket a tpfeszltsg megfelel fzishelyzetben kapcsolva minimalizlhat a bekapcsolsi tranziens, gy kisebb lesz az elektromgneses klcsnhats s a flvezet kapcsolelemek ignybevtele. Ha a tpfeszltsg harmonikusokat vagy tranzienseket tartalmaz, a nulltmenet krl a feszltsg meredekebb s nehezebben felismerhet lesz, gy nagyobb a hibs mkds valsznsge. Gyakorlati esetekben flperidusonknt tbb nulltmenet is lehetsges.

Documents

Tervezesi segedlet