2,439 matches
-
tensiune, cu patru conductoare. Din parcurgerea relațiilor de mai sus se constată că pierderile suplimentare de putere activă datorate unui sistem nesimetric de curenți, sunt determinate de componentele de secvență negativă și zero, în cazul liniilor cu patru conductoare și transformatoarelor de putere sau numai de componenta de secvență negativă, în cazul liniilor cu trei conductoare. Aceste pierderi de putere activă suplimentare corespund circulației puterilor de nesimetrie, Pn = Pi + Ph și respectiv Qn = Qi+ Qh. Efectuând raportul dintre pierderile suplimentare de
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
activă în cazul unui regim dezechilibrat de sarcină, în funcție de coeficienții de nesimetrie negativă kns2i și de nesimetrie zero kns0i pentru curenți și parametrii electrici ai elementelor de rețea, rezistența specifică a conductoarelor de fază și nul pentru liniile electrice, rezistența transformatorului și a conductorului de racord al neutrului la priza de pământ a rețelei. Efectuând raportul direct între pierderile de putere activă în regim dezechilibrat de sarcină și pierderile de putere în regim echilibrat de sarcină, se determină coeficientul de corecție
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
independenți, cum sunt consumatorii casnici sau cuptoarelor industriale monofazate (de inducție), reducerea sarcinii la unii consumatori sau receptori poate afecta regimul simetric. În cazul substațiilor de alimentare a firului de contact pentru calea ferată, în fiecare substație se montează două transformatoare în V. Dacă sunt mai multe stații conectate la aceeași linie sau în aceeași rețea de 110 kV atunci racordarea transformatoarelor la linie se realizează schimbând fazele. Pentru figura 4.7, dacă notăm cu I1 curentul absorbit de T1 și
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
simetric. În cazul substațiilor de alimentare a firului de contact pentru calea ferată, în fiecare substație se montează două transformatoare în V. Dacă sunt mai multe stații conectate la aceeași linie sau în aceeași rețea de 110 kV atunci racordarea transformatoarelor la linie se realizează schimbând fazele. Pentru figura 4.7, dacă notăm cu I1 curentul absorbit de T1 și cu I2 cel absorbit de T2, având în vedere faptul că I1 este dat de URS, iar I2 de UST, rezultă
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
faptul că I1 este dat de URS, iar I2 de UST, rezultă că I2 va fi defazat în urma lui I1 cu 120 ș. Dacă facem o reprezentare grafică a coeficientului de disimetrie în funcție de sarcina relativă al celui de-al doilea transformator, rezultă diagrama din figura 4.8. Așa cum se observă din figura 4.8 se observă că valoarea coeficientului de disimetrie pentru curenți este 100 % pentru un singur transformator 110/27.5 kV și de 50% pentru două transformatoare încărcate la
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
a coeficientului de disimetrie în funcție de sarcina relativă al celui de-al doilea transformator, rezultă diagrama din figura 4.8. Așa cum se observă din figura 4.8 se observă că valoarea coeficientului de disimetrie pentru curenți este 100 % pentru un singur transformator 110/27.5 kV și de 50% pentru două transformatoare încărcate la aceeași sarcină (m=1). Utilizarea mașinilor rotative pentru simetrizare este recomandată întrucât, așa cum s-a mai menționat, acestea au reactanță de secvență inversă mult mai mică. Ele reprezintă
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
al doilea transformator, rezultă diagrama din figura 4.8. Așa cum se observă din figura 4.8 se observă că valoarea coeficientului de disimetrie pentru curenți este 100 % pentru un singur transformator 110/27.5 kV și de 50% pentru două transformatoare încărcate la aceeași sarcină (m=1). Utilizarea mașinilor rotative pentru simetrizare este recomandată întrucât, așa cum s-a mai menționat, acestea au reactanță de secvență inversă mult mai mică. Ele reprezintă o cale de șuntare a curenților de secvență inversă și
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
afectând procesul tehnologic. Crește cuplul electromagnetic maxim, Mek cu scăderea frecvenței, întrucât Kc (rel. 4.32) crește cu scăderea frecvenței. Pe aceeași logică, crește cuplul de pornire cu scăderea frecvenței. Scade factorul de putere datorită scăderii reactanțelor motorului. În cazul transformatoarelor de putere, efectele sunt: Scad pierderile în Fe cu scăderea frecvenței. Crește curentul de magnetizare (deci puterea reactivă absorbită) datorită scăderii reactanțelor cu scăderea frecvenței. Bateriile de condensatoare își reduc puterea reactivă produsă datorită creșterii reactanței capacitive cu scăderea frecvenței
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
loc un transfer de energie de la receptor spre rețea, așa cum are loc în cazul puterii reactive pe armonica fundamentală. Totuși armonicile de curent au multe aspecte comune cu puterea reactivă: ambele conduc la încărcarea suplimentară nedorită a generatoarelor, cablurilor și transformatoarelor, deși nu participă la producerea și transferul de energie electrică utilă; Calitatea energiei electrice 108 ambele determină pierderi suplimentare − deoarece căderea de tensiune este proporțională cu curentul electric, produsul lor este real și diferit de zero; armonicile apar, în cea
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
inductiv, iar pentru frecvența fundamentală să rămână ca element capacitiv. Condensatorul simplu utilizat pentru îmbunătățirea factorului de putere este în fond parte a unui circuit absorbant format cu componentele inductive din rețea, în primul rând cu inductivitățile de dispersie ale transformatoarelor. Procesele de rezonanță pot să conducă la curenți de rezonanță foarte mari și în unele cazuri la supratensiuni în apropiere de transformatorul considerat. După cum s-a arătat, la frecvența de rezonanță, căderile de tensiune la bornele elementului inductiv și a
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
a unui circuit absorbant format cu componentele inductive din rețea, în primul rând cu inductivitățile de dispersie ale transformatoarelor. Procesele de rezonanță pot să conducă la curenți de rezonanță foarte mari și în unele cazuri la supratensiuni în apropiere de transformatorul considerat. După cum s-a arătat, la frecvența de rezonanță, căderile de tensiune la bornele elementului inductiv și a celui capacitiv sunt egale, dar defazate cu 180°, determinând astfel o cădere totală de tensiune nulă. Însă, la rezonanță sau în apropierea
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
preluarea suprasarcinilor neprevăzute, ci conduce și la creșterea factorului de calitate al filtrului, asigurând o separare mai precisă a frecvențelor dorite de cele nedorite, cu reducerea pierderilor din circuit. Supraîncărcarea este redusă dacă instalația este separată de celelalte printr-un transformator de distribuție, cu inductivitatea corespunzătoare. Lămpile fluorescente sunt singurele echipamente uzuale la care cel mai eficient mod de compensare a puterii reactive și anume la locul de producere este o practică curentă. Această soluție este cea mai eficientă deoarece se
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
că armonicile corespunzătoare rangului filtrului sunt atenuate. Riscul preluării din rețea a poluării determinate de alții nu este atât de mare precum se consideră în general, cel puțin atunci când echipamentul este alimentat dintr-un tranformator propriu. Căderea de tensiune în transformator, exprimată în funcție de tensiunea sa de scurtcircuit, este puternic inductivă. Astfel că un transformator cu o tensiune de scurtcircuit nominală de 4 % are o reactanța relativă de circa 12 % la 150 Hz și ajunge la 20 % la 250 Hz. Dacă echipamentele
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
determinate de alții nu este atât de mare precum se consideră în general, cel puțin atunci când echipamentul este alimentat dintr-un tranformator propriu. Căderea de tensiune în transformator, exprimată în funcție de tensiunea sa de scurtcircuit, este puternic inductivă. Astfel că un transformator cu o tensiune de scurtcircuit nominală de 4 % are o reactanța relativă de circa 12 % la 150 Hz și ajunge la 20 % la 250 Hz. Dacă echipamentele din vecinătate sunt, de asemenea, conectate prin intermediul unui transformator propriu, impedanța dintre cei
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
inductivă. Astfel că un transformator cu o tensiune de scurtcircuit nominală de 4 % are o reactanța relativă de circa 12 % la 150 Hz și ajunge la 20 % la 250 Hz. Dacă echipamentele din vecinătate sunt, de asemenea, conectate prin intermediul unui transformator propriu, impedanța dintre cei doi consumatori se dublează. De asemenea, impedanța armonică a transformatorului depinde în mare măsură de: • grupa de conexiuni a transformatorului, adică dacă are o conexiune în triunghi sau nu ; • dacă armonica analizată este multiplu de trei
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
o reactanța relativă de circa 12 % la 150 Hz și ajunge la 20 % la 250 Hz. Dacă echipamentele din vecinătate sunt, de asemenea, conectate prin intermediul unui transformator propriu, impedanța dintre cei doi consumatori se dublează. De asemenea, impedanța armonică a transformatorului depinde în mare măsură de: • grupa de conexiuni a transformatorului, adică dacă are o conexiune în triunghi sau nu ; • dacă armonica analizată este multiplu de trei (rangul ei este divizibil cu trei) sau nu. Următoarea serie de măsurători în circuite
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
ajunge la 20 % la 250 Hz. Dacă echipamentele din vecinătate sunt, de asemenea, conectate prin intermediul unui transformator propriu, impedanța dintre cei doi consumatori se dublează. De asemenea, impedanța armonică a transformatorului depinde în mare măsură de: • grupa de conexiuni a transformatorului, adică dacă are o conexiune în triunghi sau nu ; • dacă armonica analizată este multiplu de trei (rangul ei este divizibil cu trei) sau nu. Următoarea serie de măsurători în circuite monofazate pun în evidență faptul că un circuit absorbant poate
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
poate ajunge la 10 V; celelalte armonici sunt în general nesemnificative. Armonica de rang trei, care este dominantă în curentul absorbit de televizoare sau echipamente similare, are un efect redus asupra curbei de tensiune (determinat de prezența înfășurării triunghi a transformatorului), atâta timp cât sarcina este practic echilibrată. Nu același lucru rezultă într-o rețea monofazată, sau dacă numai o fază a rețelei trifazate este încărcată. Într-o rețea normală, cu sarcini neliniare, dar încărcată practic simetric, în circuitul de filtrare de 150
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
nu fie scurtcircuitate astfel încât să devină ineficiente. Cu cât frecvența semnalului este mai apropiată de o frecvența de rezonanță a unui circuit absorbant, cu atât mai redusă este impedanța acestui circuit pentru frecvența semnalului. Atunci când instalația este alimentată printr-un transformator propriu, inductivitatea asociată ar putea fi suficient de mare pentru a asigura că nu sunt afectate frecvențelor audio. În caz contrar este necesar să se conecteze un circuit de refulare format din elemente LC în paralel, acordat pe frecvența audio
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
din rețea. În consecință, consumatorii trebuie să se asigure că este prevăzută filtrarea armonicilor și dacă este necesar să realizeze acest lucru. În general, există trei metode disponibile, fiecare cu avantajele și dezavantajele sale. Acestea sunt: filtre pasive soluții utilizând transformatoare − de izolare, zig-zag, grupare fazorială filtre active. În această secțiune sunt discutate filtrele active, numite în prezent condiționere active de armonici (Active Harmonic Conditioners AHC). Exemplele analizate în lucrare se referă la versiunea comercială realizată de MGE UPS Systems Limited
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
răspunde numai la armonicile pentru care a fost proiectat, încât vor fi necesare noi circuite de filtrare individuale pentru alte frecvențe armonice nedorite care apar. În unele cazuri, atunci când spectrul armonic se modifică, este necesară reamplasarea sau suplimentarea filtrului pasiv. Transformatoarele în zig-zag sau transformatoarele în triunghi de izolare sunt eficiente contra armonicilor cu rang multiplu de trei, dar nu au efect asupra altor armonici. În aceste cazuri, utilizarea filtrelor active reprezintă o soluție foarte bună. 8.2. Topologia filtrelor active
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
pentru care a fost proiectat, încât vor fi necesare noi circuite de filtrare individuale pentru alte frecvențe armonice nedorite care apar. În unele cazuri, atunci când spectrul armonic se modifică, este necesară reamplasarea sau suplimentarea filtrului pasiv. Transformatoarele în zig-zag sau transformatoarele în triunghi de izolare sunt eficiente contra armonicilor cu rang multiplu de trei, dar nu au efect asupra altor armonici. În aceste cazuri, utilizarea filtrelor active reprezintă o soluție foarte bună. 8.2. Topologia filtrelor active Ideea care stă la
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
pentru generarea armonicilor de curent electric cerute de sarcina neliniară, astfel încât sursa normală de alimentare este destinată să asigure numai componenta fundamentală a curentului. În figura 8.1 este indicat principiul filtrului activ paralel. Curentul de sarcină este măsurat cu ajutorul transformatorului de curent TC, al cărui curent secundar este analizat de procesorul DSP pentru a determina spectrul armonic. Această informație este utilizată de sursa de curent pentru a genera exact armonicile de curent cerute de sarcină, în perioada următoare a fundamentalei
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
sursa de curent pentru a genera exact armonicile de curent cerute de sarcină, în perioada următoare a fundamentalei. În realitate, curentul armonic cerut de la sursa de alimentare se reduce până la circa 90%. Deoarece filtrul activ se bazează pe datele de la transformatorul de măsurare de curent electric, este adaptabil rapid la modificarea componenței spectrale a sarcinii. Deoarece procesul de analiză și generare este controlat prin soft, în fond este simplu de programat echipamentul astfel încât să asigure eliminarea numai a unor armonici în vederea
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
de rang impar, armonicile de rang trei, cinci, șapte și nouă având un nivel foarte ridicat. Un spectru tipic este indicat în figura 8.8. Sarcina de acest tip determină un mare număr de probleme, incluzând supraîncărcarea conductorului neutru, supraîncălzirea transformatoarelor și încălzirea datorată efectului pelicular. Dacă se implementează un filtru activ Figura 8.8 Spectru nefiltrat al unei sarcini de tip calculator personal pentru această sarcină, spectrul curentului absorbit din rețeaua de alimentare este indicat în figura 8.9. Îmbunătățirea
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]