Hálózati elemek leképezése

Generátorok

Szinkron generátorok zárlatai A zárlati áram effektív értékének időbeli lefolyása kapocszárlatkor

Szinkron generátorok zárlatai Szimmetrikus lefolyású zárlatok

Szinkron generátorok zárlatai Aszimmetrikus lefolyású zárlatok

névleges körüli terhelésnél εd = 150-200% Állandósult állapot εd : százalékos feszültségesés, a generátor In névleges áramhoz tartozó feszültségesése ebből: Megj: adatok kV-ban és MVA-ben névleges körüli terhelésnél εd = 150-200%

Tranziens állapot Szubranziens állapotra: εd,, = 8-20 %, (zárlat után 1-2 periódusig) Tranziens állapotra: εd, = 15-30 %, (zárlat után néhány másodpercig)

Hálózati táppont

Hálózati táppont jellemzői: Un névleges feszültség Sz háromfázisú rövidzárlati teljesítmény Sz = √3 UnIz mivel: εz = 100%, nagyfeszültségen: RH/XH ≈ 0, így XH ≈ ZH Ha XH sokkal kisebb, mint a többi X, akkor ideális generátor, ún. végtelen hálózat.

Transzformátor/1

Transzformátor/2

Transzformátor/3

A szórási impedancia ohmban számítható, a transzformátor nagyobb feszültségű (N) vagy kisebb feszültségű (K) oldalára annak megfelelően, hogy a transzformátor melyik oldali feszültségét vesszük figyelembe, azaz ill.

Fogyasztó

A fogyasztó névleges adataiból meghatározható a névleges árama: A fogyasztón a névleges áram hatására a feszültségesés ε = 100 %, így: A modell feltételezi, hogy a fogyasztó impedanciatartó.

A fogyasztót sorosan kapcsolt elemekkel képezve le: ahol a fogyasztó teljesítménytényezőjének szöge (induktív fogyasztó esetén pozitív). Párhuzamosan kapcsolt elemekkel képezve le: amelyekkel:

Távvezeték (szabadvezeték, kábel) Szabadvezeték hosszegységének egyfázisú áramköri modellje

Szabadvezetékek elosztott paraméterei Feszültség Vezeték Elosztott paraméterek Un A D r x= ωL ωC kV mm2 m Ω/km μS/km 20 95 1.70 0.36 0.387 3.00 120 250 5.75 0.117 0.404 2.81 400 3x500 15.80 0.0195 0.3036 3.71 r/x viszony

Ciklikusan cserélt vezeték (a) kétszeres és (b) háromszoros fáziscserével

A zárlatszámítás alapelvei Először 3F zárlatok számításával foglalkozunk (ez adja a méretezéshez mértékadó legnagyobb zárlati áramot) Egyszerűsítések: - a zárlatokat állandó feszültségről tápláltnak tekintjük - a szinkron generátorokat tranziens reaktanciájukkal vesszük figyelembe -a hálózatokat terheletlennek tekintjük

Zárlatszámítás a reaktanciák ohmos Zárlatszámítás a reaktanciák ohmos értékével/1 Egyszerűsítés: csak a reaktanciákat vesszük figyelembe Lépései: - Usz – számítási feszültségszint kijelölése - A hálózati elemek redukált reaktanciáinak meghatározása - Az egyfázisú helyettesítő kapcsolás megrajzolása - Az eredő redukált reaktancia meghatározása - A zárlati áram, zárlati teljesítmény meghatározása

Zárlatszámítás a reaktanciák Zárlatszámítás a reaktanciák ohmos értékével/2 Redukált reaktanciák meghatározása: Vezeték, kábel esetén: X’ = ( Usz2 / Un2 )X ( X = x l ) Generátor, transzformátor, fojtótekercs esetén: X’ = (  / 100 ) ( Usz2 / Sn ) Mögöttes hálózat esetén: X’ = Usz2 / SZH )

Zárlatszámítás a reaktanciák ohmos értékével/3 A zárlati áram, zárlati teljesítmény meghatározása: IZ = Usz / 3 Xe’ SZ = Usz2 / Xe’ Ha a számítási feszültségszint nem azonos a zárlatos szakasz névleges feszültségével: IZt = ( Usz / Un ) IZ

Zárlatszámítás a reaktanciák %-os Zárlatszámítás a reaktanciák %-os értékével/1 Lépései: - Sa – számítási alapteljesítmény választása (célszerűen 1 MVA, 10 MVA, 100 MVA) - A hálózati elemek %-os redukált reaktanciáinak meghatározása - Az egyfázisú helyettesítő kapcsolás megrajzolása - Az eredő %-os redukált reaktancia meghatározása - A zárlati teljesítmény, zárlati áram meghatározása

Zárlatszámítás a reaktanciák %-os Zárlatszámítás a reaktanciák %-os értékével/2 A %-os redukált reaktanciák meghatározása Vezeték, kábel esetén: ’ = ( Sa X 100 ) / Un2 ( X = x l ) Generátor, transzformátor, fojtótekercs esetén: ’= n ( Sa / Sn ) Mögöttes hálózat esetén: ’= 100 ( Sa / SZH ) A zárlati teljesítmény: SZ = ( 100 / e’ ) Sa A zárlati áram: IZ = SZ / 3 Un

Zárlatszámítás az elemek saját zárlati teljesítményével/1 Feltétel: csak nyitott, hurkokat nem tartalmazó hálózaton alkalmazható a) Soros elemek SB X0A XAB SAB A B SA

Zárlatszámítás az elemek saját zárlati teljesítményével/2 b) Párhuzamos elemek XAC XBC SBC SAC A B C Generátor, transzformátor, fojtó saját zárlati teljesítménye: Távvezeték:

Viszonylagos egységek alkalmazása/1 v.e. (r.e., p.u.) 1 fázisú mennyiségekre! viszonylagos mennyiségek helyettesítésével: Az Ohm-törvény viszonylagos mennyiségekkel is azonos alakú

Viszonylagos egységek alkalmazása/2 Az előzőekhez hasonlóan: viszonylagos mennyiségek helyettesítésével: A teljesítmény számítása viszonylagos mennyiségekkel is azonos alakú

Viszonylagos egységek alkalmazása/3 A két választás miatt: Ezekből: Két alapmennyiség, rendszerint Ual és Sal megválasztása meghatározza a másik kettőt. Több körzet esetén: Sal minden körzetben azonos, Ual-t a transzformátorok névleges áttételével kell átszámolni

Szimmetrikus összetevők módszere Általános esetben a fesz. ill. áram tartalmaz: - alapharmonikust - felharmonikust (nemlineáris fogyasztók) - egyenáramú összetevőt (tranziens jelenségek) 3 fázisú hálózatokon az alapharmonikus dominál az fázismennyiségek általában nem szimmetrikus rendszert alkotnak. Okai: - geometriai - egyenlőtlen terhelés - csak 1 vagy 2 fázist érintő hibák

Szimmetrikus „n” fázisú rendszerben: - a rendszeren belül a komponensek nagysága azonos, - a komponensek közötti szög: Forgató operátor: 2

3 fázisú rendszer esetén: (az „a” fázis a sorrendi referencia) k=0 Ia0= Ib0= Ic0= I0 Θ0= 0o Zérus sorrend

k=1 Ia1= Ib1= Ic1= I1 Θ1= -120o k=2 Ia2= Ib2= Ic2= I2 Θ2= -240o Pozitív sorrend Negatív sorrend

Fázisáramok összetétele Fázisáramok felbontása

Mátrix alakban Fázisáramok Szimm.ö.t. Transzformációs mátrixok

Megállapítások A + és - sorrendű összetevők a fázisokon belül záródnak, 0 sorrendű összetevő csak külső visszavezetés esetén alakulhat ki, amelyen folyik - sorrendű áram a gépek forgórészében többletveszteséget okoz 0 sorrendű áram a vezeték-föld hurokban feszt. indukál, földeléseken pot.emelkedést okoz 0 sorrendű fesz. a vonalikban nem jelentkezik, a fázisoknál cs.p. eltolódást, így alapharmonikus túlfesz.-t okoz

Egyfázisú sorrendi hálózatok/1

Egyfázisú sorrendi hálózatok/2

Szimmetrikus összetevők módszerének alkalmazásakor a 3 aszimmetrikus áramot (és/vagy feszültséget) a 3 szimmetrikus összetevőjével adjuk meg, a háromfázisú csatolt hálózatot a 3 szimmetrikus rendszerre vonatkozó egyfázisú sorrendi hálózattokkal helyettesítjük és az ezekre vonatkozó három, egymással nem csatolt, komplex egyenletet oldjuk meg, a megoldásként kapott szimmetrikus összetevőkből előállítjuk a fázismennyiségeket.

Aktív és passzív elemek különböző sorrendű impedanciái nem transzformációval nyert, hanem az adott sorrendű áramokkal szemben mutatott impedancia. Statikus elemeknél , forgógépeknél általában nem

Szinkron generátorok (földelt cs.p.) Szigetelt cs.p. és delta kapcsolás esetén X0=∞

Szabadvezeték Transzformátor és viszonylag kicsi, visszavezetés a földben kb. 1 km mélyen Transzformátor rövidzárási impedancia ugyanakkora, de szerepe függ a tekercsek kapcsolásától

Transzformátor földelt csillag delta zeg-zug

Transzformátorok zérus sorrendű helyettesítő kapcsolása

Aszimmetrikus hibák számítása Sönthibák

Egyfázisú áramköri modellek jelképi jelölése

Egyfázisú földzárlat (FN) Hibahelyi összefüggések: Ua=0, Ib=0, Ic=0 Az aszimmetrikus fázismennyiségek: A hibahely kialakítása

Egyfázisú földzárlat (FN) transzformáció után: és Az áramköri modellek kapcsolása

Kétfázisú földzárlat (2FN) Hibahelyi összefüggések: Ia=0, Ub=Uc=0, Ib=-Ic Az aszimmetrikus fázismennyiségek: A hibahely kialakítása

Kétfázisú földzárlat (2FN) transzformáció után: és Az áramköri modellek kapcsolása

Fázisok közötti zárlat (2F) Hibahelyi összefüggések: Ia=0, Ub=Uc, Ib=-Ic Az aszimmetrikus fázismennyiségek: A hibahely kialakítása

Fázisok közötti zárlat (2F) Az áramköri modellek kapcsolása

Soros hibák 1 vagy 2 fázisú szakadás, Pl.: 1 fázisban a biztosító kiolvad egysarkú végleges megszakítás (sántaüzem) 1 fázisvezető elszakad, de nem lesz zárlat 2 fázisban a biztosító kiolvad háromsarkú megszakításkor egy érintkező beragad 2 fázisvezető elszakad, de nem lesz zárlat

Egyfázisú szakadás (1FS) A hibahely kialakítása

Egyfázisú szakadás (1FS) Hibahelyi összefüggések: Ia=0, Vb=Vc=0 Az aszimmetrikus fázismennyiségek:

Egyfázisú szakadás (1FS) transzformáció után: Párhuzamos kapcsolás h-ra és h,-re

Kétfázisú szakadás (2FS) A hibahely kialakítása

Kétfázisú szakadás (2FS) Hibahelyi összefüggések: Va=0, Ib=Ic=0 Az aszimmetrikus fázismennyiségek:

Kétfázisú szakadás (2FS) transzformáció után:

Energiaátviteli rendszerek feszültségszabályozása U=Un → optimális hatásfok, élettartam, üzembiztonság Pl. izzó U=1,1Un → fényáram 1,4-szeres élettartam 0,3-szeres U=0,9Un → fényáram 0,7-szeres élettartam 4-szeres A feszültségváltozás oka a terhelés változása.

Hálózatág feszültségesés és teljesítmény viszonyai Átvihető teljesítményre korlátot adhat: - melegedés Ih - feszültségesés ΔU - stabilitás

Fő kérdések Sugaras távvezetéknél: mekkora a feszültségesés, mekkora a maximális átvihető teljesítmény? Hurkolt hálózat vezetékágánál: mi a kapcsolat az átvitt teljesítmény és a végpontok feszültsége között?

Áramköri modell A terhelőáram:

Fazorábra

A feszültségesés komponensei Hosszirányú: Vh = R Iw+X Im Vh = US cosδ – UR kis δ esetén: Vh = US – UR = ΔU Keresztirányú: Vk = X Iw – R Im Vk = US sinδ Kis R/X viszony esetén (nagyfesz): Vh = X Im → Q okozza Vk = X Iw → P okozza

Teljesítményátvitel (Veszteségmentes) A végponti feszültségekkel az áram:

Az áram konjugáltja, ha : a referencia az S oldali feszültség: 2. a referencia az R oldali feszültség:

A teljesítmény az S végen, az S végponti feszültséget választva referenciának a hatásos teljesítmény: a meddő teljesítmény:

A teljesítmény az R végen, az R végponti feszültséget választva referenciának a hatásos teljesítmény megegyezik, a meddő teljesítmény: A meddő teljesítmények különbsége:

A teljesítmény terhelési szög függése Statikus szinkron stabilitás határa δ=90o Tartalék miatt δm=30o

Távvezeték meddőteljesítmény viszonyai különböző sínfeszültségek esetén US=1 UR=1 US=1,2 UR=1 US=1 UR=1,2

Eredmények: a) b) c)

Meddőkompenzáció cosφ javítás Induktív meddőteljesítmény kompenzálása a fogyasztónál. Áramköri modell: R jX I Ug UF Feladatok: 68/2, 71/8.

Feszültségszabályozás eszközei A feszültség emelésére Szinkron kompenzátor és generátor túlgerjesztve Statikus söntkondenzátor Szabályozós transzformátor felszabályozása A feszültség csökkentésére Szinkron kompenzátor és generátor alulgerjesztve Sönt fojtótekercsek Szabályozós transzformátor leszabályozása A feszültségingadozás csökkentésére Soros kondenzátor → a távvezetéki impedancia csökkentésére

Szinkron kompenzátor no=500 vagy 750 1/min, hidrogén hűtés P-t a hálózatból veszi (veszteségekre) Q-t a gerjesztő árammal lehet beállítani Pl.: Sn=200 MVA esetén Qc=200 Mvar kap. QL=50 Mvar ind. lehet Előny: folyamatos, automatikusan szabályozható

Statikus sönt kondenzátor Előny: olcsóbb, kisebb veszteség, karbantartás alig Hátrány: csak fokozatokban, gyakori kapcsolás (megszakító), bekapcsolási áramlökés, kikapcsolási túlfeszültség, rezonancia

Nagyfeszültségű gyűjtősín Gyújtás vezérlés Eleinte kisebb teljesítményre, ívkemencék flicker kompenzációjára

Szabályozó transzformátor Közép/kisfeszültség

Szabályozó transzformátor 120 kV/középfeszültség

Soros kondenzátor (hosszú távvezeték) Vezeték közepén US UR US UR ℓ ℓ azonos feszültség alacsonyabb fogyasztói fesz.

Soros kondenzátor (hosszú távvezeték) Vezeték két végén ℓ UR US azonos feszültség ℓ US UR alacsonyabb fogyasztói fesz.

Csillagpontkezelés Egy hálózat csillagpontjait a fémesen összefüggő hálózathoz csatlakozó transzformátoroknak - a hálózati feszültséggel megegyező feszültségű tekercseinél kialakított – csillagpontjai jelentik. Csillagpontkezelés: A csillagpont és a föld közötti kapcsolat módja

A csillagpontkezelés befolyásolja: az FN zárlati áram nagyságát, az üzemi frekvenciás feszültségemelkedést, a tranziens túlfeszültségeket, a védelmek kialakítását, az érintésvédelem módját. Magyarországon: Un ≥ 120 kV és Un = 0,4 kV → közvetlenül földelt Középfesz.:kábelhálózat → ellenálláson keresztül szabadvezeték hálózat → kompenzált

Földeletlen (szigetelt) csillagpont Kis kiterjedésű középfeszültségű hálózatoknál, FN esetén az üzem fenntartható → hibakeresés Hálózat n f Zf=∞ Co R S T 3 √3 Hibamentes kapacitív töltőáram =1 ICR = ICS = ICT = Uf ωCo 20 kV-os hálózaton 5 A/100 km

Fazorábrák Ép állapot Földzárlat

Áramok Ib=Ic=√3 Uf ωCo IcR= √3 Ib= 3 UfωCo IL – a kompenzáló tekercs árama

Földelt csillagpont Legalább egy csillagpont közvetlenül, vagy közvetve földelt Közvetlenül földelt: az FN zárlati áram igen nagy, a zárlatvédelem lekapcsol Ellenálláson keresztül földelt (hosszúföldelés): az FN zárlati áramoz csökkenti, a cs.p. potenciálja rögzítve van Reaktancián keresztül földelt: kompenzált hálózat Delta tekercsű transzformátor: csillagpontképző transzformátor

Kompenzálás a gyakorlatban IL IC IL IC Uo Im Uo Im – maradék áram Ha az Im ≤ 5 A, nincs ívelő földzárlat. A változó hálózatkép miatt hangolásra van szükség. A rezonanciás túlfeszültség miatt kissé alulkompenzálnak.

Delta tekercsű transzformátor Nagyfesz. Főtranszf. Cs.p.képző + segédüzemi transzf. Kisfesz. Xf Középfesz. gy.s.

Belső túlfeszültség szerint: Hatásosan földelt FN zárlat esetén Ufép ≤ 0,8Uvn Feltételei: Mereven földelt: Lazított csillagpont Nem jó! 120 kV Rf vagy kis Xf → IzFN csökken Középfesz.

Villamos hálózatok védelmei A védelmek feladata: - a hibák és zavarok önműködő érzékelése, - a megfelelő működtetés kiválasztása, - végrehajtás Energiarendszerek hibái: zárlat, túlterhelés, szakadás, túlfeszültség, feszültség csökkenés, frekvencia rendellenesség, - zavarok: felharmonikus, flicker

Zárlatvédelmi készülékek Primer: kisfeszültségen olvadó biztosító kismegszakító Szekunder: közép- és nagyfeszültségen elektromechanikus relé elektronikus relé mikroprocesszoros

A védelmekkel szemben támasztott követelmények Szelektivitás Gyorsaság Érzékenység Üzembiztosság Zavarérzéketlenség Egyszerűség Gazdaságosság

A védelmek osztályozása (szerepük szerint) Alapvédelem - a védett hálózat hibájára először működik (késleltetés nélkül, vagy a legrövidebb késleltetéssel) Tartalékvédelem - közeli védelmi tartalék (alapvédelem működésének elmaradása esetén, ugyanarról a mérőváltóról u.azt a primer készüléket) Csak 120 kV fölött és kisebb fesz.-ű tr. leágazásban) Fedővédelem - távoli védelmi tartalék (előzőek működésének elmaradásakor, nagyobb hálózatrészt kapcsol ki)

Sugaras hálózat túláramvédelme

Körvezeték irányított túláramvédelme

Hurkolt hálózat zárlatvédelme Megoldható: Irányított túláramvédelemmel (egyszerű hurkolt hálózat esetén azonos zárlati energiairány esetén) Távolsági védelemmel Szakaszvédelemmel

A távolsági védelem működési elve Minél távolabb van a hibahely a védelemtől, annál nagyobb a kettő közötti impedancia. Ha a védelem késleltetését (kioldását) az impedancia nagyságától tesszük függővé, akkor mindig a zárlathoz legközelebb eső védelem fog működni, mert ez érzékeli a legkisebb impedanciát.

Egyoldali táplálás esetén ZB = UB / IB ZA = UA / IA UA  UB IA = IB ZA  ZB

Hurkolt hálózaton ZA = UA / IA  ZB = UB / IB ZD = UD / ID  ZC = UC / IC

A távolsági védelem kioldási jelleggörbéje A távolsági védelem késleltetése a mért impedancia függvénye. ta - alapidő tv - végidő 1,5” 1” 0,5” 0” 85% 120% 180%

Hálózati automatikák Üzemzavari automatikák A védelmek működése következtében megzavart energiaszolgáltatás minél gyorsabb helyreállítása. Szoros logikai, közvetlen áramköri kapcsolat a védelmekkel. Üzemviteli automatikák Megengedhetetlen üzemviteli viszonyokhoz, vagy üzemzavarokhoz vezető hálózati rendellenességek megelőzése, megszüntetése.

Üzemzavari automatikák Visszakapcsoló: Kétlépcsős: 0,6 mp után 73% siker ~30 mp után 17% siker Egy- vagy háromfázisú (EVA, HVA) Átkapcsoló: tartalékra való átkapcsolás Esemény- vagy állapotvezérlés Rendszer automatika: termelés-fogyasztás egyensúlyának megbomlása esetén több lépcsős kikapcsolás

Üzemviteli automatikák Cél: az energiaszolgáltatás minőségi és biztonsági követelményeinek teljesítése Önműködő feszültségszabályzók Generátor gerjesztés Szabályzó transzformátor Meddőkompenzáció

Hálózati automatikák Az önműködő visszakapcsolás elve

Hálózati automatikák A visszakapcsolási rendszerek csoportosítása Holtidő szerint: Gyorsvisszakapcsolás (tH = 0,4…0,6 s) Lassúvisszakapcsolás (tH = 30…60 s) Fázisok száma szerint: Egyfázisú visszakapcsolás Háromfázisú visszakapcsolás A ciklusok száma szerint: Egyciklusú (egylépcsős) Kétciklusú (kétlépcsős)

Kétlépcsős visszakapcsoló automatika (KVA) Sikertelen visszakapcsolás folyamatábrája

Vonali tartalékátkapcsoló automatika (VTA) Rendeltetése: kettős betáplálás esetén az üzemi betáplálás kiesése után (kivárva annak gyorsvisszakapcsolási ciklusát) kikapcsolja a tartósan feszültségmentes tápvonalat és bekapcsolja a tartalék vonal megszakítóját Programozható üzemmódok: - A két tápvonal egyenrangú (ha az eredetileg üzemelő tápvonalra visszatér a feszültség, az automatika nem tér vissza erre a táplálásra) - A két tápvonal nem egyenrangú (ha a főtápvonalra visszatér a feszültség akkor az automatika visszatér a főtápvonalra)

Vonali tartalékátkapcsoló automatika (VTA) Egyenrangú tápvonalakkal rendelkező fogyasztói állomás

Vonali tartalékátkapcsoló automatika (VTA) Nem egyenrangú tápvonalakkal rendelkező fogyasztói állomás

Transzformátor differenciál védelem Alkalmazás: 10 MVA-es, vagy ennél nagyobb névleges teljesítményű transzformátornál alkalmazni kell. Telepítés: a transzformátor primer és szekunder oldali áramváltóira. Feladata: - a transzformátor belső zárlatainak gyors megszüntetése (a gázvédelem tartaléka) - a transzformátor átvezető szigetelőin, - az áramváltók által határolt sínezésen keletkező fáziszárlatok gyors megszüntetése

Transzformátor differenciál védelem

Transzformátor differenciál védelem A védelem kialakításánál figyelembe kell venni a transzformátor jellegzetességeit. A nagyobb és kisebb feszültségű oldali áramváltók szekunder áramait azonos fázisúra kell forgatni. Az áramváltókat úgy kell megválasztani, hogy, hogy a különbözeti relén a transzformátor névleges terhelésénél, ill. külső zárlat esetén ne folyjon számottevő különbözeti áram. A védelem a bekapcsolási áramlökésre érzéketlen legyen.

Buchholz relé (Gázvédelem)

Kéttranszformátoros nagyfeszültségű alállomás egyvonalas kapcsolása

Eseményvezérlésű transzformátor-átkapcsoló automatika (ETRA) Nagyfeszültségű transzformátor állomásokban 100 %-os hidegtartalékként egy másik transzformátor is rendelkezésre áll. Az automatika az üzemelő transzformátor meghibásodásának eseményére indul, és az üzemet a tartalék transzformátorra tereli át.

Eseményvezérlésű transzformátor-átkapcsoló automatika (ETRA) Üzemmódok: - Egysínes (az egyik transzformátor az üzemi, a másik tartalék) - Osztott sínes (mindkét transzformátor üzemel) Az osztott sínes üzemmód előnyei: - A tekercsveszteség csökkenthető - Üresen járó transzformátor hirtelen terhelése meghibásodáshoz vezethet

Gyűjtősínek védelme Csak nagyfeszültségen! Differenciál védelem: összes leágazás 3-3 áramváltójának szekunder árama összegezve. Ha Σ I ≠ 0 → sínzárlat Logikai reteszelésű védelem (sugaras hálózaton): belső zárlat esetén ébred a betáp túláramvédelme, de egyetlen leágazási védelem sem indul.

Villamosenergia-minőség MSZ EN 50160:2001 A közcélú hálózatokon szolgáltatott villamos energia feszültségjellemzői Az alábbi jellemzők meghatározását, ill. határértéken belül tartását jelenti: Frekvencia Alapharmonikus feszültség nagysága Tápfeszültség aszimmetria Felharmonikus feszültség Közbenső harmonikus feszültség Hálózati jelfeszültség a tápfeszültségen Villogás (Flicker)

Frekvencia a hét 95 %-ában 50 Hz ±1% a hét 100 %-ában 50 Hz (+4%/-6%) Normál üzemi körülmények között az alapharmonikus frekvencia átlagértéke 10 s-on keresztül mérve, együttműködő hálózat esetén: a hét 95 %-ában 50 Hz ±1% a hét 100 %-ában 50 Hz (+4%/-6%) [52…47 Hz]

Alapharmonikus feszültség nagysága Kisfeszültségen: 3*400/230 V Lassú változások: a 10 perces átlagos effektív értékek 95%-a a hét bármely időszakában Un ± 10%-on belül legyen Gyors változások: hirtelen terhelésváltozások, kapcsolások okozzák Feszültség letörés: a feszültség a névleges érték 90%-a alá csökken Feszültség kimaradás: a feszültség a névleges érték 1%-a alá csökken

Alapharmonikus feszültség nagysága

A szolgáltatás jellemzői Ueff +10% 100% - 10% 1 % Feszültség- letörés Lassú feszültség- változások Gyors fesz változások Hosszúid. kimarad. < 1 % Flicker Időszakos túlfesz. Tranziens túlfesz. < 90....> 1 % 10 ms...1 min <+- 10 % <+-5 % < 3min. > 3 min Plt = 1 néhány sec-tól több percig Néhány ms-tól néhány s-ig Rövidid. kimarad < 1 %

Tápfeszültség aszimmetria A feszültség negatív sorrendű összetevője 10 perces átlag effektív értékeinek 95%-a kisebb legyen, mint a pozitív sorrendű összetevő 2%-a. Eredete: Terhelés: 3 f-ú terhelés fázisonként független működés Vonali feszültségre kapcsolt 1 f-ú terhelés 1 fázisú terhelések Hálózat: Hibák Hosszú távvezeték fáziscsere nélkül

Aszimmetria tényezők Mérési eredmények

Következményei: Többletveszteség a forgógépek rotorkörében Nem karakterisztikus harmonikusok keletkezése a tirisztoros átalakítókban Csökkentés módjai: Terhelések egyenletes elosztása a fázisok között Vonali feszültségre kapcsolt terhelés szimmetrizálása L-C elemekkel (Steinmetz kapcsolás)

Felharmonikus feszültség Az egyes harmonikus feszültségek 10 perces átlag effektív értékeinek 95%-a a hét minden időszakában a táblázatban megadottnál kisebbnek kell lennie. Páratlan felharmonikusok páros felharmonikusok 3-mal nem osztható 3-mal osztható Rendsz. harm. relatív fesz. Relatív Rendsz 5 6 % 3 5 % 2 2 % 7 9 1,5 % 4 1 % 11 3,5 % 15 0,5 % 6…24 13 3 % 21 17 19 23 25

Felharmonikus feszültség Az előzőeken túlmenően a tápfeszültség THD értéke nem lehet 8%-nál nagyobb.

Felharmonikus vizsgálat

Harmonikusok által okozott problémák Hálózati rezonancia egyes rendszámokon Hálózati elemek túlterhelődése Téves védelmi működések Postai vonalak zavarása Tirisztoros berendezések hibás vezérlése

Harmonikusok csökkentése Fogyasztói lehetőségek: a belső hálózat átrendezése, megerősítése a 3. harmonikus kiszűrése elválasztó transzformátorral (YoD) passzív harmonikus szűrés (hangolt rezgőkör) aktív harmonikus szűrés (költséges) Áramszolgáltatói lehetőségek: tápoldal zárlati teljesítményének növelése szűrés

Közbenső harmonikus feszültség Oka: a frekvenciaváltók terjedése Még nincs előírás a megengedett mértékre Következmények: Villogás Hangfrekvenciás vezérlő rendszerek zavarása

Hálózati jelfeszültség a tápfeszültségen A jelfeszültség 3 mp-es átlaga a nap 99%-ában nem lehet nagyobb az ábrán adott értéknél. 1 10 U[%] f[kHz] 0,1 100 5 0,5

Villogás (Flicker) A feszültség gyors ingadozása által kiváltott, időben ingadozó fényességű vagy színképi eloszlású fényinger által létrehozott látásérzet-ingadozás, amely zavarja az embert munkája végzésében.

Okozói: Nagy terhelések ki- és bekapcsolása Nagy teljesítményű motorok indítása (főként, ha ciklikus) Ingadozó terhelések (pl. szabályozott villamos fűtés) Hegesztő berendezések Ívkemencék

Az ívkemence modellje és kördiagramja

A flicker modulációs frekvenciája

A flicker (villogás) mérése UIE/IEC

Flicker vizsgálat

A flicker csökkentése a munkapont módosítása (ívkemence) a csatlakozási pont zárlati teljesítményének a növelése hálózat módosítása soros kondenzátor kompenzáció (gyors szabályozóval)