Budapesti Műszaki Főiskola Kandó Kálmán Villamosmérnöki Főiskolai Kar Villamosenergetikai Intézet Hahn András: Felharmonikusok hatása a kis- és középfeszültségű elosztóhálózaton Eger, 2005. augusztus 25.

A felharmonikusok THDI < 10% NORMÁL THDU<5% 10% < THDI < 50% JELENTŐS 5% <THDU<8% THDI > 50% NAGY THDU> 8% Szinsztól eltérő, periodikus jel  Fourier-transzformáció Leíró jellemzők:

Források Nemlineáris fogyasztók keltik: ipari fogyasztók: tirisztoros vezérlések frekvenciaváltók UPS stb. lakossági fogyasztók: KÜT szórakoztató elektronikai berendezések elektronikus előtétű fénycsövek

Nemlineáris fogyasztó leképzése

Tipikus fogyasztók

Felharmonikusok hatása hőmérsékletemelkedés vezetőkben, készülékekben nullavezető- transzformátorok- kondenzátortelepek túlterhelése vezetők túlmelegedése (szkinhatás) rezonancia feszültségtorzítás méréstechnikai problémák Megszakítók nem kívánt kioldása egyéb

frekvenciától (rendszámtól) függ!!! Felharmonikusok hatása 1. - hőmérsékletemelkedés vezetőkben, készülékekben - nullavezető: 3n harmonikusok  háromszoros hatás transzformátor: 3n harmonikusok frekvenciától (rendszámtól) függ!!! kondenzátortelepek: vezetők túlmelegedése, szkinhatás:

Felharmonikusok hatása 2. rezonancia: feszültségtorzítás: megszakítók nem kívánt kioldása: nagy áramcsúcsok bizonytalan nullátmenet

Felharmonikusok hatása 3. - méréstechnikai problémák 1. -

Felharmonikusok hatása 3. - méréstechnikai problémák 2. - kcs1,41; kf1,11 felharmonikusokkal szenyezett jelekre Egyeniráynítós Deprez, hagyományos DMM: hibás algoritmus Lágyvasas: vas telítődése, hibás méréshatár Elektrodinamikus: hibás méréshatár Egyetlen megoldás: T-RMS (megfelelő nagyságú mintavéte-lezés mellett)

Felharmonikusok elleni védekezés Lineáris és nemlineáris fogyasztók különválasztása szűrők alkalmazása passzív aktív speciális transzformátortekercselések alkalmazása delta, zegzug tekercselés + óraszám fogyasztók “hálózatbaráttá” tétele nullavezető helyes méretezése, védelemmel való ellátása (szabvány)

Fogyasztók “hálózatbaráttá tétele” Horváth Miklós - dr Fogyasztók “hálózatbaráttá tétele” Horváth Miklós - dr. Borka József (MTA-SZTAKI) fogyasztó ohmosnak látszódjon a hálózat felől pre-converterek drágább műszaki problémák egyéni intézkedések nem jelentenek átfogó megoldást egyenfeszültségen, energiatároló közbeiktatásával a szünetmentes ellátás biztosítható megújuló-energiatermelők könnyen illeszthetők kivitelezési problémák újfajta elosztórendszer

Harmonikusok a hazai és nemzetközi jogszabályozásban MSZ EN 50160: A közcélú elosztóhálózatokon szolgál-tatott villamos energia feszültségjellemzői. MSZ EN 61000-3-2: Elektromágneses összeférhetőség (EMC). 3. rész: Határértékek. 2. főfejezet: Felharmonikus áramok kibocsátási határértékei (fázisonkénti 16 A bemenő áramerősséget meg nem haladó berendezésre) IEC 60364-5-52 D melléklet: itt találhatóak a nullvezető méretezésre vonatkozó előírások.

Kis- és középfeszültségű készülékekre, THD=8% MSZ EN 50160 Kis- és középfeszültségű készülékekre, THD=8%

Kisfeszültségű készülékekre, THD-ra nincs érték MSZ EN 61000-3-2 Kisfeszültségű készülékekre, THD-ra nincs érték

Harmonikusok és a villamosenergia elszámolása 2004 VEI Helyszíni mérések Fogyasztásmérők vizsgálata Helyszíni mérések nagy felharmonikus tartalmat mutatnak (esetenként a harmadik felharmonikus eléri a 80%-ot) Visszafele folyó harmonikus áramok fékezik a mérőket Hogyan mérjenek?

Következtetések radikális fellépés (Horváth - dr. Borka) felharmonikus áramok kibocsátási értékét korlátozó szabvány kiterjesztése 16A<Ibe és 1kV<Un<35kV készülékekre THD áramfelharmonikusokra is fogyasztásmérők problematikájának tisztázása helyes méretezés és kiválasztás

Konzulensek Horváth Miklós (tudományos munkatárs, MTA-SZTAKI) dr. Novothny Ferenc PhD (főiskolai tanár,BMF-Kandó) dr. Morva György (főiskolai tanár, BMF-Kandó)

e-mail: hahn.andras@hu.inter.net Köszönöm a figyelmet! Hahn András (BMF-KVK) e-mail: hahn.andras@hu.inter.net hahn.andras@vei.obuda.kando.hu