803 matches
-
tensiune și de curent electric nu variază proporțional, este o condiție suficientă pentru existența puterii reactive. Dacă se iau în considerație și armonicile de curent nu este clar dacă acestea pot fi considerate ca o alta formă a puterii reactive. Armonicile de curent pot să apară în sisteme în care ele nu determină energie și când pe întreaga durată a unei perioade, curbele de tensiune și de curent electric total pot să aibă același semn (de exemplu, în cazul variatoarelor de
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
perioade, curbele de tensiune și de curent electric total pot să aibă același semn (de exemplu, în cazul variatoarelor de tensiune alternativă pentru controlul lămpilor cu incandescență). Noțiunea de „curent reactiv” se aplică uneori curenților armonici când aceștia nu determină armonici de tensiune substanțiale, de același rang, astfel că produsul între curentul și tensiunea de același rang rezultă zero. În calculul puterii instantanee, la un moment dat poate fi o valoarea momentană redusă a curentului electric (chiar zero ca în cazul
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
valorilor efective ale tensiunii și curentului electric. Acest lucru înseamnă că undeva trebuie să existe putere reactivă, deși în nici un moment nu are 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
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
tensiunii și curentului electric. Acest lucru înseamnă că undeva trebuie să existe putere reactivă, deși în nici un moment nu are 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
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
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 mai mare parte, la consumator și se propagă în sens invers transferului de energie (fig. 7.2) (cu excepția surselor distribuite cu energie regenerabilă, care sunt conectate la rețea prin intermediul unui invertor și a cărui armonici se propagă
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
de zero; armonicile apar, în cea mai mare parte, la consumator și se propagă în sens invers transferului de energie (fig. 7.2) (cu excepția surselor distribuite cu energie regenerabilă, care sunt conectate la rețea prin intermediul unui invertor și a cărui armonici se propagă de la sursa de energie). Puterea reactivă pe armonica fundamentală nu are un sens definit, cu excepția faptului că absorbția puterii reactive inductive se consideră identică cu producerea de putere reactivă capacitivă și invers. Ar fi astfel posibil, ca atât
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
consumator și se propagă în sens invers transferului de energie (fig. 7.2) (cu excepția surselor distribuite cu energie regenerabilă, care sunt conectate la rețea prin intermediul unui invertor și a cărui armonici se propagă de la sursa de energie). Puterea reactivă pe armonica fundamentală nu are un sens definit, cu excepția faptului că absorbția puterii reactive inductive se consideră identică cu producerea de putere reactivă capacitivă și invers. Ar fi astfel posibil, ca atât puterea reactivă pe fundamentală cât și armonicile să fie „compensate
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
Puterea reactivă pe armonica fundamentală nu are un sens definit, cu excepția faptului că absorbția puterii reactive inductive se consideră identică cu producerea de putere reactivă capacitivă și invers. Ar fi astfel posibil, ca atât puterea reactivă pe fundamentală cât și armonicile să fie „compensate” cu aceleași mijloace. 1. Bobinele de inductivitate L și condensatoarele de capacitate C au în comun cu rezistorul de rezistența electrică R mult mai puțin decât s-ar putea crede. Practic în toată literatura tehnică din domeniul
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
lucru corespunde numai în cazul curbelor pur sinusoidale. Dacă se consideră valorile instantanee, tensiunea la bornele bobinei este proporțională cu variația în raport cu timpul a curentului electric, iar în cazul condensatorului curentul este proporțional cu variația în Figura 7.2 Apariția armonicilor la receptor și propagarea în sens invers, spre sursa de alimentare raport cu timpul a tensiunii la borne. Aceste observații conduc direct la cel doilea aspect prezentat mai jos. 2. Într-un element rezistiv, o tensiune sinusoidală determină un curent
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
în perioada următoare. În acest fel, reziduul deformant este asigurat de către filtrul activ, iar curentul fundamental este preluat din rețeaua de alimentare. Dacă curentul rezidual este peste capacitatea filtrului, atunci acesta realizează numai parțial corecția necesară și o parte dintre armonicile de curent sunt preluate din rețea. Filtrele active acționează numai pentru armonicile de curent care sunt prezente în curentul de sarcină, adică în curentul din punctul de măsurare. Efectiv acest lucru înseamnă că atâta timp cât parametrii filtrului sunt suficienți pentru sarcină
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
activ, iar curentul fundamental este preluat din rețeaua de alimentare. Dacă curentul rezidual este peste capacitatea filtrului, atunci acesta realizează numai parțial corecția necesară și o parte dintre armonicile de curent sunt preluate din rețea. Filtrele active acționează numai pentru armonicile de curent care sunt prezente în curentul de sarcină, adică în curentul din punctul de măsurare. Efectiv acest lucru înseamnă că atâta timp cât parametrii filtrului sunt suficienți pentru sarcină, aceasta nu va afecta calitatea energiei electrice din rețea. Dacă sarcina nu
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
în funcțiune, filtrul activ nu are nici un efect, deși ar putea fi utilizat, în acest timp, pentru îmbunătățirea calității energiei electrice în rețea. Filtrul pasiv, din contră, este totdeauna în funcțiune și este pregătit, în orice moment, să asigure absorbția armonicii pentru care este dimensionat. Datorită controlului electronic, filtrele active nu pot să fie supraîncărcate. Atunci când capacitatea de lucru a filtrului activ este depășită, se asigură o reducere parțială a nivelului de distorsiune. Filtrele pasive, din contră, acordate, de exemplu la
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
lucru a filtrului activ este depășită, se asigură o reducere parțială a nivelului de distorsiune. Filtrele pasive, din contră, acordate, de exemplu la 150 Hz (11 % grad de dezacordare) sau 250 Hz (4 % grad de dezacordare) absorb orice nivel al armonicii de rang trei respectiv de cinci, până la limita lor de supraîncărcare. Curenții absorbiți depind de nivelul total de distorsiune din rețea și nu de o anumită sarcină. Circuitul de filtrare prezentat în figura 7.1 este un filtru pasiv, în
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
de o anumită sarcină. Circuitul de filtrare prezentat în figura 7.1 este un filtru pasiv, în sensul că el conține numai elemente pasive de rețea. De obicei în cazul filtrelor pasive se utilizează circuite de filtrare separat pentru fiecare armonică (5, 7, 11, 13, etc.) O anumită inductivitate L și o anumită capacitate C determină, într-un circuit, pentru o anumită frecvență, o așa numită frecvență de rezonanță f0. Unul dintre elemente determină un defazaj de 90° și altul de
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
bobinei, poate fi luată în considerație, însă aceasta este foarte mică în raport cu reactanțele elementelor. Circuitul serie acordat se comportă ca absorbant (adică prezintă o impedanță redusă) pentru curentul electric de frecvența pentru care este el acordat. Este utilizat pentru limitarea armonicilor de curent produse de echipamentul unei instalații sau de un grup de echipamente și astfel curenții armonici nu se mai propagă înapoi către sursa de alimentare. Curentul armonic generat de către sarcină și care se propagă înapoi către sursă, precum și curentul
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
sunt mai reduse. Pentru definirea calității circuitului este utilizat factorul de calitate, ca raportul dintre reactanța și rezistența electrică ale circuitului. 7.5. Instalații combinate de filtrare și compensare Instalațiile actuale de compensare a puterii reactive sunt afectate de prezența armonicilor și cele mai multe dintre normele societăților de electricitate recomandă, și unele chiar prescriu, ca instalațiile actuale de compensare a puterii reactive să fie completate cu o bobină. Acest lucru înseamnă că aceste condensatoare trebuie conectate cu o bobină în serie, astfel încât
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
de electricitate recomandă, și unele chiar prescriu, ca instalațiile actuale de compensare a puterii reactive să fie completate cu o bobină. Acest lucru înseamnă că aceste condensatoare trebuie conectate cu o bobină în serie, astfel încât circuitul să se comporte pentru armonicile superioare ca un element 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
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
însă în interiorul instalației de compensare, apar la bornele condensatorului dimensionat corespunzător, însă la bornele întregii instalații nu rezultă supratensiuni. Este important de amintit faptul că, în special atunci când este conectată o sarcină monofazată, nelineară, pentru rețelele de 50 Hz, apar armonici începând cu 100 Hz până la peste 1 kHz, încât rezultă un câmp larg de rezonanțe care pot fi atinse. În practică, funcțiile de compensare a puterii reactive și de filtrare a curentului deformat sunt, de cele mai multe ori, combinate. Este uzual
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
pot fi atinse. În practică, funcțiile de compensare a puterii reactive și de filtrare a curentului deformat sunt, de cele mai multe ori, combinate. Este uzual ca să se stabilească frecvența de rezonanță a circuitului LC la o frecvență care nu corespunde unei armonici pentru a evita supraîncărcarea instalației de compensare. Dimensionarea bobinei se face în mod normal ca procent din puterea reactivă a condensatorului. De exemplu, pentru o putere de 5 % , rezultă o cădere de tensiune de 1/20 la bornele bobinei și
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
frecvențe, adică la valoarea: 50 Hz ∗ 20 = 224 Hz. O altă valoare uzuală, de 7 % pentru puterea reactivă a bobinei la 50 Hz, determină o frecvență de rezonanță de 189 Hz și se evită astfel apariția unui scurtcircuit pentru o armonică apropiată (150, 200 Hz). Deoarece circuitul LC este conectat în rețeaua electrică, armonicile determinate de surse exterioare pot să-l parcurgă în același timp cu cele ale surselor interne pentru care a fost dimensionat. De aceea, dacă un consumator folosește
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
de 7 % pentru puterea reactivă a bobinei la 50 Hz, determină o frecvență de rezonanță de 189 Hz și se evită astfel apariția unui scurtcircuit pentru o armonică apropiată (150, 200 Hz). Deoarece circuitul LC este conectat în rețeaua electrică, armonicile determinate de surse exterioare pot să-l parcurgă în același timp cu cele ale surselor interne pentru care a fost dimensionat. De aceea, dacă un consumator folosește un filtru, însă cei din apropiere nu folosesc, este necesară supradimensionarea filtrului. În
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
numai componenta activă a curentului în circuitele instalației, componenta reactivă fiind compensată în interiorul echipamentului (prin montarea de capacități în instalație). Dacă este utilizată o soluție centralizată de compensare se poate combina circuitul de compensare a puterii reactive cu filtrul de armonici, pentru a rezolva mai multe probleme cu același echipament. Avantajul soluției centralizate, cu un control adecvat, constă în aceea că nu toate echipamentele funcționează simultan și este posibil, de multe ori, de a instala o capacitate totală de compensare mai
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
decât în cazul în care s-ar asigura compensarea locală la toate echipamentele. Se reduce în acest fel riscul de supracompensare a motoarelor. Folosind un echipament combinat de filtrare și compensare se reduce riscul de rezonanță și se asigură 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
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
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, în mod eficient și fără costuri mari, să limiteze problemele determinate
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
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, în mod eficient și fără costuri mari, să limiteze problemele determinate de armonici. Ca model monofazat de test se folosesc, de exemplu, două balasturi magnetice pentru lămpi fluorescente de 58 W. Rezistența lor electrică este de 13,8 Ω, iar inductivitatea de 878 mH. Dacă în serie cu unul dintre acestea se conectează
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]