JAKOŚĆ ENERGII ELEKTRYCZNEJ ZAPADY NAPIĘCIA

Transkrypt

1 JAKOŚĆ ENERGII ELEKTRYCZNEJ ZAPADY NAPIĘCIA Zbigniew HANZELKA Wykład nr 10

2 Podwyższenie odporności regulowanego napędu na zapady napięcia INVERTOR Sieć zasilająca Prostownik U dc Schemat ideowy regulowanego napędu VSI

3 Podwyższenie odporności regulowanego napędu na zapady napięcia

4 Podwyższenie odporności regulowanego napędu na zapady napięcia

5 Podwyższenie odporności regulowanego napędu na zapady napięcia

6 Podwyższenie odporności regulowanego napędu na zapady napięcia

7 Podwyższenie odporności regulowanego napędu na zapady napięcia 1 M E T O D A Ręczny lub automatyczny ponowny rozruch napędu po określonym czasie zwłoki podczas którego prędkość silnika maleje do zera. 2 M E T O D A Szybkie zahamowanie napędu i konwencjonalny ponowny rozruch. 3 M E T O D A Automatyczny rozruch silnika po upływie określonego czasu (zależnego od stałej czasowej wirnika, typowo kilkaset ms).

8 Podwyższenie odporności regulowanego napędu na zapady napięcia 4 M E T O D A Synchronizacja napięciowa inwertora. 5 M E T O D A Modyfikacja sterowania z wykorzystaniem energii konetycznej wirujących mas. 6 M E T O D A Redukcja prędkości/momentu obciążenia.

9 Podwyższenie odporności regulowanego napędu na zapady napięcia 7 M E T O D A Przewymiarowanie napięciowe przekształtników. 8 M E T O D A Zwiększenie pojemności kondensatorów w obwodzie DC.

10 Podwyższenie odporności regulowanego napędu na zapady napięcia CI-ML-VSI Zasilane SN Elementarny moduł transformator

11 9 M E T O D A Poprawa warunków zasilania układu regulacji UPS M Control system (PLL) M

12 10 M E T O D A Przeksz. główny Rezystor Wspólne szyny dc Układ gromadzący energię

13 11 M E T O D A Stabilizator

14 11 M E T O D A

15 11 M E T O D A

16 11 M E T O D A Dodatkowy zbiornik energii

17 11 M E T O D A Dodatkowy zbiornik energii

18 11 M E T O D A Koło zamachowe

19 11 M E T O D A S Układ zasilający Cewka nadprzewodząca

20 11 M E T O D A Aktywny przekształtnik wejściowy

21 POMIAR ZAPADÓW NAPIĘCIA

22 POMIAR ZAPADÓW NAPIĘCIA Etap 1 uzyskanie próbek napięcia w efekcie próbkowania z określoną częstotliwością (co najmniej 80 próbek w okresie, typowo 128 lub 256) Etap 2 obliczanie charakterystyki zdarzenia jako funkcji czasu (IEC U rms(1/2) )

23 N u U N i ms rms i ms rms s rms U U min 10 i s rms rms U U min 10 2 i rms h rms U U N u U N i rms 1 2 2) (1/

24 napięcie czas

25 POMIAR ZAPADÓW NAPIĘCIA Etap 3 wyznaczanie indeksów pojedynczego zaburzenia na podstawie jego charakterystyki częstotliwościowej np: (i) czas trwania; (ii) napięcie resztkowe lub amplituda zapadu Etap 4 wyznaczanie indeksu dla rozważanego punktu systemu na podstawie indeksów pojedynczych zdarzeń w zadanym okresie czasu Etap 5 wyznaczanie indeksów systemowych na podstawie indeksów punktowych.

26 System Average RMS (Variation) Frequency Index Voltage (SARFI X ) 0.5 cycle-1 min. SARFI X N N T i X = 90, 80, 70, 50, 10 % System Momentary RMS (Variation) Frequency Index Voltage (SMARFI X ) 30 okresów-3 s System Temporary Average RMS (Variation) Frequency Index Voltage (STARFI X ) 3-60 s

27 POMIAR ZAPADÓW NAPIĘCIA NRS-048-2:2003 IEEE P1564 draft5 Południowa Afryka

28 Wskaźniki oparte na energii Energia zapadu napięcia T nom VS dt U t U E 0 2 ) ( 1 T U U E nom VS 2 1 ( C ) VS B VS A VS VS E E E E n i i E VS SEI 1

29 Indeksy oparte na zmianach napięcia Strata napięcia L U 1U( t) dt S=(1-R)T Wskaźnik odniesiony do charakterystyki referencyjnej S e 1U 1 U ( d ref ) U: wartość resztkowa napięcia podczas zapadu o czasie trwania d, U ref (d): wartość zapadu na charakterystyce referencyjnej dla czasu trwania zaburzenia d

30 POMIAR ZAPADÓW NAPIĘCIA Indeks ostrości zapadu odniesiony do charakterystyki referencyjnej (linia ciągła) dla zaburzeń o różnym czasie trwania i różnym napięciu resztkowym

31 KONTRAKT

32 KONTRAKT WANDA SYSTEM PRZESYŁOWY LUBOCZA BEN 5000 Qwave SKAW. SYSTEM ROZDZIELCZY 220 kv 3x160 MVA 110 kv LUBOCZA odbiorcy przemysłowi i komunalni, WANDA - odbiorcy przemysłowi, SKAWINA w pobliżu elektrociepłowni

33 Decyzja 1: Wybór wielkości opisujących zapad wartość progowa U = 0 czas trwania zapadu napięcie resztkowe

34 Decyzja 2: Agregacja fazowa?

35 Voltage Agregacja fazowa Dip duration Time

36 Agregacja fazowa voltage [%] duration of the dip time [s]

37 Decyzja 3: Sposób raportowania wyników pomiaru: Czas trwania Napięcie resztkowe u [%] 90 > u > u > u > u > u ms ms ms 500 ms- 1 s 1-3 s 3-20 s s s UWAGA 1: Wyniki pomiarów w pierwszej kolumnie i pierwszym wierszu są odpowiednio zwiększone przez przepięcia i zmiany obciążenia.

38 Zapady napięcia bez agregacji (WANDA) Zapady [%] ms ms 500 m s- 1s 1-3s 3-20s 20-1min /3/0 0/0/0 0/0/0 0/0/0 0/0/0 0/0/ /0/4 2/3/3 1/1/1 0/0/0 0/0/0 0/0/ /1/3 0/0/1 0/0/1 0/0/0 0/0/0 0/0/ /1/1 0/0/0 0/0/0 0/0/0 0/0/0 0/0/ /2/3 0/0/0 0/0/0 0/0/2 2/1/3 0/1/0 Liczba zarejestrowanych zapadów: 44

39 Agregacja fazowa (WANDA) Zapady [%] ms ms 500ms - 1s 1-3s 3-20s 20s - 1min Liczba zarejestrowanych zapadów: 38

40 Decyzja 4: Pomiar wartości skutecznej napięcia Norma PN EN N u U N i ms rms i ms rms s rms U U min 10 i s rms rms U U min 10 2 i rms h rms U U N u U N i rms 1 2 2) (1/

41 Decyzja 5: Napięcie referencyjne przyjmowane dla celów pomiarowych napięcie znamionowe napięcie deklarowane lub ruchoma średnia.

42 Wartość skuteczna napięcia ruchoma średnia 10 ms Czas

43 wartość napięcia referencyjnego GPZ WANDA Napięcie referencyjne 90 % 80 % 70 % 60 % U N = 110 kv U N = 120 kv 44 * U N = U X kv 44 * LUBOCZA U N = 110 kv U N = 120 kv 74 * U N = U X kv SKAWINA U N = 110 kv U N = 120 kv 19 * U N = U X kv 19 * * - niepełna liczba zapadów, U X napięcie przed zapadem

44 Decyzja 6: Wartość napięcia progowego stała wartość napięcia progowego zmienna wartość napięcia progowego (kilka napięć progowych)

45 Decyzja 6: zapad 1 zapad 3 wartość skuteczna napięcia zapad 2 czas

46 Decyzja 6: wartość progowa detekcji zaburzeń (90, 70 %)

47 number of dips Zależność liczby zapadów od przyjętej wartości progowej Skawina Wanda Lubocza Substations 90% 80% 70% 60%

48 Histereza pomiarowa wartość progowa 2 wartość progowa 1 histereza czas trwania zapadu

49 Decyzja 7: Rozróżnienie pomiędzy zapadem i krótką przerwą w zasilaniu Krótka przerwa w zasilaniu Nagłe zmniejszenie się napięcia we wszystkich fazach sieci elektrycznej poniżej wartości progowej, zakończone powrotem napięcia do wartości równej lub bliskiej wartości początkowej.

50 Decyzja 8: Pomiar zapadów: 1-fazowe 3-fazowe napięcia fazowe napięcia międzyfazowe

51 1 Decyzja 8:

52 Decyzja 9: Czas pomiaru ½ roku, 1 rok Decyzja 10: Agregacja czasowa

53 AUTOMATYKA SAMOCZYNNEGO POWTÓRNEGO ZAŁĄCZANIA (SPZ)

54 Agregacja czasowa

55 Agregacja czasowa Zapad 1 Zapad 2 1. min (3 min.) czas

56 Agregacja 1-minutowa (WANDA) Zapady [%] m s ms 500ms - 1s 1-3s 3-20s 20s - 1min Liczba zarejestrowanych zapadów: 25

57 Agregacja 3-minutowa (WANDA) Zapady [%] ms ms 500m s - 1s 1-3s 3-20s 20s - 1min Liczba zarejestrowanych zapadów: 23

58 Zależność liczby zapadów od przyjętej metody agregacji SKAWINA 19/13/15/15/11 LUBOCZA 74/71/44/43/41 WANDA 44/38/25/24/16

59 Decyzja 10: Kryteria wyboru punktów pomiarowych i ich indywidualne charakterystyki Liczba i lokalizacja przyrządów pomiarowych Rodzaj sprzętu pomiarowego Prezentacja danych w V lub jednostkach względnych lub w ujęciu statystycznym Prezentacja wartości max., średnich, percentyli lub innych indeksów statystycznych

60 Decyzja 11: Pomiar tylko napięcia czy także prądu? napięcie prąd

61 Decyzja 11: Pomiar tylko napięcia czy także prądu? prąd napięcie

62 Decyzja 12: Agregacja lokalizacyjna

63 DZIĘKUJE ZA UWAGĘ... Zbigniew Hanzelka Akademia Górniczo-Hutnicza Kraków, Al.. Mickiewicza 30 Tel.: ,