ZASILANIE PRĄDEM STAŁYM

Podobne dokumenty
Obciążenia nieliniowe w sieciach rozdzielczych i ich skutki

Odbiorniki nieliniowe problemy, zagrożenia

Przemienniki częstotliwości i ich wpływ na jakość energii elektrycznej w przedsiębiorstwie wod.-kan.

INTEGRATOR MIKROINSTALACJI ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ZYGMUNT MACIEJEWSKI. Wiejskie sieci energetyczne i mikrosieci. Warszawa, Olsztyn 2014

Świetlówki kompaktowe - co dalej?

MODEL SYMULACYJNY JEDNOFAZOWEGO PROSTOWNIKA DIODOWEGO Z MODULATOREM PRĄDU

Zdjęcia Elektrowni w Skawinie wykonał Marek Sanok

Wpływ mikroinstalacji na pracę sieci elektroenergetycznej

Tematy prac dyplomowych dla studentów studiów I. stopnia stacjonarnych kierunku. Elektrotechnika. Dr inż. Marek Wancerz elektrycznej

Elektronika przemysłowa

ELASTYCZNY SYSTEM PRZETWARZANIA I PRZEKSZTAŁCANIA ENERGII MAŁEJ MOCY DLA MASOWEGO WYKORZYSTANIA W GOSPODARCE ENERGETYCZNEJ KRAJU

ANALIZA JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ

ENAP Zasilamy energią naturalnie. Jerzy Pergół Zielonka, 12 /12/2012

Poprawa jakości energii i niezawodności. zasilania

MODEL SYMULACYJNY ENERGOELEKTRONICZNEGO ZASILACZA AWARYJNEGO UPS O STRUKTURZE TYPU VFI

Sieci energetyczne pięciu największych operatorów

WSPÓŁCZYNNIK MOCY I SPRAWNOŚĆ INDUKCYJNYCH SILNIKÓW JEDNOFAZOWYCH W WARUNKACH PRACY OPTYMALNEJ

Oddziaływanie energoelektronicznych przekształtników mocy zasilających duże odbiory na górnicze sieci elektroenergetyczne Część I

PL B1. UNIWERSYTET WARMIŃSKO-MAZURSKI W OLSZTYNIE, Olsztyn, PL BUP 26/15. ANDRZEJ LANGE, Szczytno, PL

MONITOROWANIE PARAMETRÓW PRACY HYBRYDOWEGO ODNAWIALNEGO ŹRÓDŁA ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Tendencje zużycia energii elektrycznej wybranych obszarów zasilania

OCENA PARAMETRÓW JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ DOSTARCZANEJ ODBIORCOM WIEJSKIM NA PODSTAWIE WYNIKÓW BADAŃ

Elektroniczne Systemy Przetwarzania Energii

Przekształtniki energoelektroniczne wielkich mocy do zastosowań w energetyce

Zasilacze awaryjne UPS

POMIARY ZABURZEŃ PRZEWODZONYCH W SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ PRZYKŁADY ANALIZY

PRACA RÓWNOLEGŁA PRĄDNIC SYNCHRONICZNYCH WZBUDZANYCH MAGNESAMI TRWAŁYMI

Procedury przyłączeniowe obowiązujące w PGE Dystrybucja S.A. związane z przyłączaniem rozproszonych źródeł energii elektrycznej

POMIARY I ANALIZA WSKAŹNIKÓW JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Przemiennik częstotliwości 1,8 MV A

POLITECHNIKA LUBELSKA KATEDRA SIECI ELEKTRYCZNYCH I ZABEZPIECZEŃ PRZEGLĄD STOSOWANYCH ZABEZPIECZEŃ PRZED

POMIARY WSKAŹNIKÓW JAKOŚCI DOSTAWY ENERGII ELEKTRYCZNEJ

PN-EN :2012

HARMONICZNE W PRĄDZIE ZASILAJĄCYM WYBRANE URZĄDZENIA MAŁEJ MOCY I ICH WPŁYW NA STRATY MOCY

JAKOŚĆ ENERGII ELEKTRYCZNEJ W LINIACH ZASILAJĄCYCH ODBIORNIKI PKP PLK S.A.

Przenoszenie wyższych harmonicznych generowanych przez odbiory nieliniowe przez transformatory do kablowych sieci zasilających

f r = s*f s Rys. 1 Schemat układu maszyny dwustronnie zasilanej R S T P r Generator MDZ Transformator dopasowujący Przekształtnik wirnikowy

GTS Transformujemy Waszą przyszłość

Współpraca mikroźródeł z siecią elektroenergetyczną OSD

Mała przydomowa ELEKTROWNIA WIATROWA SWIND 6000

ul. Zbąszyńska Łódź Tel. 042/ Fax. 042/

Porównanie implementacji Power over Ethernet za pomocą urządzeń pośrednich i switchy PoE PowerDsine

OCENA STANU TECHNICZNEGO SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH I JAKOŚCI ZASILANIA W ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ MAŁOPOLSKIEJ WSI

OGNIWO PALIWOWE W UKŁADACH ZASILANIA POTRZEB WŁASNYCH

Wpływ wyższych harmonicznych na pracę elektrowni wodnej

Straty sieciowe a opłaty dystrybucyjne

[RAPORT zapowiedź] CHARAKTźRYSTYKI OBCIĄ źnia TYPOWYCH ODBIORNIKÓW źnźrgii W GOSPODARSTWACH DOMOWYCH Jarosław Michalak*, Marcin Zygmanowski*

Metoda szacowania poziomu emisji harmonicznych

Tematyka G1. Obwód elektryczny, podstawowe prawa elektrotechniki. Zjawiska magnetyczne i elektromagnetyczne

METODY BADAŃ POMIAROWYCH W WIEJSKICH STACJACH TRANSFORMATOROWYCH

POZNAN UNIVE RSITY OF TE CHNOLOGY ACADE MIC JOURNALS No 70 Electrical Engineering 2012

Objaśnienia do formularza G-10.7

PROPOZYCJA ZASTOSOWANIA WYMIARU PUDEŁKOWEGO DO OCENY ODKSZTAŁCEŃ PRZEBIEGÓW ELEKTROENERGETYCZNYCH

MIKROINSTALACJE PROSUMENCKIE PRZYŁĄCZONE DO SIECI DYSTRYBUCYJNYCH NISKIEGO NAPIĘCIA

Jakość energii elektrycznej The quality of electricity. Energetyka I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólnoakademicki / praktyczny)

Elektrotechnika I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólnoakademicki / praktyczny) kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES)

POZIOM NIEZAWODNOŚCI A WZROST OBCIĄŻALNOŚCI SYSTEMÓW ZASILANIA GWARANTOWANEGO (UPS)

Wpływ rozwoju elektromobilności na sieć elektroenergetyczną analiza rozpływowa

POLITECHNIKA WARSZAWSKA

PROPOZYCJE TEMATÓW PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH NA ROK AKADEMICKI 2011/2012

AC/DC. Jedno połówkowy, jednofazowy prostownik

Energetyka I stopień (I stopień / II stopień) Ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny) stacjonarne (stacjonarne / niestacjonarne)

ZŁA JAKOŚĆ DOSTAWY ENERGII ELEKTRYCZNEJ ZAGROŻENIEM DLA POPRAWNEJ PRACY ODBIORNIKÓW PRZEMYSŁOWYCH

Praktyczne aspekty współpracy magazynu energii i OZE w obszarze LOB wydzielonym z KSE

WZORY WNIOSKÓW O OKREŚLENIE WARUNKÓW PRZYŁĄCZENIA

BADANIA MODELOWE OGNIW PALIWOWYCH TYPU PEM

G MINISTERSTWO GOSPODARKI, plac Trzech Krzyży 3/5, Warszawa. Agencja Rynku Energii S.A. Portal sprawozdawczy ARE

Problemy przyłączania do sieci elektroenergetycznej odnawialnych źródeł energii małej mocy

TARYFA DLA ENERGII ELEKTRYCZNEJ

41 Przekształtniki napięcia przemiennego na napięcie stałe - typy, praca prostownika sterowanego

III Lubelskie Forum Energetyczne. Techniczne aspekty współpracy mikroinstalacji z siecią elektroenergetyczną

Maszyny i urządzenia elektryczne. Tematyka zajęć

Układy energoelektroniczne na osłonach kontrolnych rynku horyzontalno- wertykalnego

NOWE TOPOLOGIE I STEROWANIE OBWODÓW WEJŚCIOWYCH PRZEMIENNIKÓW CZĘSTOTLIWOŚCI ŚREDNIEGO NAPIĘCIA UMOŻLIWIAJĄCE ICH SZEROKIE ZASTOSOWANIE

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu ELEKTROTECHNIKA (Nazwa kierunku studiów)

Zmiana napięcia w sieci NN i dostosowanie do standardów UE

Analiza jakości i zużycia energii elektrycznej w instalacjach obiektów o charakterze przemysłowym, komunalnym i usługowym

JAKOŚĆ ENERGII ELEKTRYCZNEJ Odkształcenie napięć i pradów. Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki

B O O K E R I N F O 1

Elektrotechnika I stopień (I stopień / II stopień) Ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny) kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES)

System monitorowania jakości energii elektrycznej w TAURON Dystrybucja S.A.

Oddziaływanie przemienników częstotliwości na jakość energii elektrycznej w układzie potrzeb własnych elektrowni. Część I - Badania obiektowe

Obecnie na rynku przeważają dwa rodzaje zasilaczy awaryjnych. Noszą one nazwy według układu połączeń swoich elementów składowych.

Eliminacja wpływu napędów dużych mocy na sieć zasilającą

Koncepcja interfejsu energoelektronicznego dla mikroinstalacji prosumenckiej

ZASILACZE BEZPRZERWOWE

ENAP Zasilamy energią naturalnie. Jerzy Pergół Zielonka, 12 /12/2012

WPŁYW PRZEKSZTAŁTNIKA NA MOC ZNAMIONOWĄ TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

Przekształtniki energoelektroniczne o komutacji zewnętrznej (sieciowej) - podstawy

/ Wszechstronne urządzenie o maksymalnym bezpieczeństwie zysku. DANE TECHNICZNE FRONIUS IG PLUS (25 V-1, 30 V-1, 35 V-1, 50 V-1, 55 V-1, 60 V-1)

Wytyczne dla celów projektowych dotyczące zasilaczy serii GreenForce Max

ELEKTRONIKA WYPOSAŻENIE LABORATORIUM DYDAKTYCZNEGO POMOC DYDAKTYCZNA DLA STUDENTÓW WYDZIAŁU ELEKTRYCZNEGO SERIA: PODSTAWY ELEKTRONIKI

Sprężarkowo czy adsorpcyjnie? Metody produkcji chłodu przy pomocy ciepła sieciowego

Zasilanie obiektów telekomunikacyjnych, wymagania

CENNIK ENERGII ELEKTRYCZNEJ Nr 2/2018

PLAN PREZENTACJI. 2 z 30

Współpraca energetyki konwencjonalnej z energetyką obywatelską. Perspektywa Operatora Systemu Dystrybucyjnego

W tym krótkim artykule spróbujemy odpowiedzieć na powyższe pytania.

Podnoszenie sprawności rozdziału energii elektrycznej w sieciach niskiego i średniego napięcia. Generacja rozproszona

ALGORYTMY OBLICZENIOWE - wykorzystanie danych pomiarowych z liczników bilansujących na stacjach SN/nn

Transkrypt:

Piotr BICZEL 1 Arkadiusz SADOWSKI 2 ZASILANIE PRĄDEM STAŁYM Obecne trendy rozwojowe energetyki zmierzają ku wytwarzaniu, przesyle i rozdziale energii z jak największą sprawności i niskimi kosztami. Jednocześnie, co powoduje zwiększanie kosztów, rosną wymagania i oczekiwania dotyczące jakości energii i niezawodności dostawy. Chwila zastanowienia wystarczy, żeby stwierdzić, że większość domowych odbiorników energii, to odbiory prądu stałego, wyposażone w prostowniki diodowe. Ten rodzaj odbioru stanowi dziś główne źródło zniekształceń w liniach rozdzielczych. Dodatkowym problemem są straty w systemie powodowane przez małe transformatory, zabudowane w odbiornikach i przyłączone na stałe do sieci. Inną zaletą jest ułatwienie dołączania do sieci małych, przydomowych elektrowni, w szczególności odnawialnych. Jest to znacznie ułatwione ze względu na brak konieczności przeprowadzania synchronizacji oraz utrzymywania źródła w synchronizmie. Jednak najważniejszą zaletą przedstawioną w artykule jest znaczna poprawa jakości. Autorzy proponują zamianę wielu małych, pobierających prąd odkształcony prostowników, jednym dużym, który będzie pobierał prąd prawie sinusoidalny. 1 WPROWADZENIE Wraz z rozwojem gospodarki wzrasta zapotrzebowanie na energię elektryczną oraz wymagania odnośnie jakości i tej energii. Również rozwój rynku energii spowodował wprowadzenie licznych wymogów odnośnie niezawodności dostawy energii i jej jakości. Z drugiej strony coraz więcej nowoczesnych urządzeń to odbiorniki nieliniowe, które generują do sieci prądy wyższych harmonicznych. Rozwój energoelektroniki powoduje, że odbiory elektroniczne coraz większych mocy są przyłączane do sieci dystrybucyjnych. W wypadku urządzeń przemysłowych od pewnego już czasu obserwuje się dbałość odwrocie instalowanie odbiorników odwrocie sinusoidalnym poborze prądu. Jednak wciąż są instalowane prostowniki sześciopulsowe wielkich mocy, które są odpowiedzialne za zniekształcenia prądu i napięcia. Cóż zatem mówić o np. starych napędach wyciągowych w kopalniach Jednak prawdziwą plagą są dziś małe, jednofazowe odbiorniki nieliniowe, które wszyscy mamy w domach. Ich liczba i sumaryczna moc gwałtownie rośnie, odwrocie nie jest tu łatwe wprowadzenie jakiś ograniczeń. Telewizory, mikrofalówki, komputery, 1 Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki, 00-662 Warszawa, ul. Koszykowa 75, tel. +48 22 234 7366, biczel@ee.pw.edu.pl 2 El-Sad.??? arkadiusz.sadowski@elsad.pl

świetlówki, kompaktowe i inne, istna egipska plaga spółek dystrybucyjnych. Obecnie sieci rozdzielcze, odwrocie zwłaszcza transformatory (często już eksploatowane na granicy przeciążenia) są dodatkowo obciążane prądami nieliniowymi. a) b) Rys. 1. Schemat typowego prostownika zasilającego urządzenia powszechnego użytku a) z transformatorem, b) bez transformatora 2 PRZEKLEŃSTWO DROBNYCH URZĄDZEŃ ELEKTRONICZNYCH Wymienione wyżej drobne odbiorniki oraz inne ładowarki akumulatorowe, napędy AGD, urządzenia biurowe (faksy, ksero, drukarki, telefony, monitory, kamery, TV) są odbiorami prądu stałego. Zasilane są z sieci przemiennoprądowej za pośrednictwem układów przestawionych na Rys. 1. W trakcie pracy telewizor pobiera prąd jak na Rys. 2a), a w czasie czuwania jak na Rys. 2b). Komputer zaś jak na Rys. 3. Mimo że jednostkowa moc tych urządzeń jest niewielka rzędu kilkunastu, kilkuset watów ich liczba powoduje, że stosunek mocy zainstalowanej do mocy zwarciowej transformatora 15/0,4 kv jest często niewielki. Amerykańska norma IEEE SM 519-1992 [5] zaleca, aby stosunek ten dla takich odkształceń był większy niż 1000. W praktyce nie jest to często spełnione transformatory i linie są przeciążone i ulegają przedwczesnemu zużyciu. a) b) Rys. 2. Prąd pobierany z sieci przez telewizor w stanie a) pracy, b) czuwania

Rys. 3. Prąd pobierany z sieci przez zestaw komputerowy Inny problem stanowią pozostawione w gniazdkach zasilacze urządzeń z małymi transformatorami. Straty na przemagnesowanie rdzeni szacuje się w UE na 36 TW h rocznie w domach i 50 TW h w biurach [1]. Urządzenia takie pobierają prąd jak przedstawiony na rys. Rys. 2b). Prostownik 15/0,4 kv linia 3 x ~15 kv linia 2 x =400 V 1 złącze 2 szafa elektrowni 3 falownik 4 odbiory AC 5 obiory DC 1 5 2 4 3 elektrownia przydomowa Rys. 4. Koncepcja zasilania prądem stałym Rys. 5. Prąd pobierany z sieci przez nowoczesny prostownik dużej mocy [2] 3 PRĄD STAŁY Rozwiązaniem problemu może być przejście na zasilanie prądem stałym w zakresie niskiego napięcia [4][5]. Koncepcję takiego systemu przedstawia Rys. 4. Linia niskiego napięcia jest zasilana z sieci 15 kv poprzez prostownik dużej mocy o sinusoidalnym poborze prądu (Rys. 5). Dzięki temu system elektroenergetyczny jest obciążony odbiorem prawie linowym. Odkształcenie prądu takiego prostownika jest w granicach 10%. W pierwszym etapie wprowadzenia zasilania prądem stałym odbiory musiałyby być podłączone poprzez falowniki napięcia. Dalszy rozwój polegałby na stopniowym przechodzeniu do odbiorów wyłącznie stałoprądowych. Możliwość łatwego przyłączenia akumulatorów poprawi niezawodność dostawy energii. Krótkie przerwy w zasilaniu i zapady napięcia nie będą widoczne dla odbiorcy. Otrzymujemy tu strukturę

prostownik-bateria-falownik, charakterystyczną dla układów o podwyższonej niezawodności zasilania (UPS). 4 PODSUMOWANIE Przejście na zasilanie prądem w stałym zakresie niskiego napięcia może przynieść wiele korzyści, m. in. znaczącą poprawę jakości napięcia. Inne spodziewane korzyści to zwiększenie sprawności, ułatwienie dołączania rozproszonych źródeł energii. Niestety są pewne problemy, które trzeba rozwiązać. Mimo możliwości wykorzystania istniejącej infrastruktury sieciowej, należy rozważyć takie kwestie jak: zabezpieczenie linii prądu stałego (zwłaszcza od przepięć), ochrona przeciwporażeniowa, zasilanie starych odbiorów przemiennoprądowych, sposób prowadzenia instalacji u odbiorców. Niemniej są to wyłącznie praktyczne problemy techniczne i ich rozwiązanie jest związane z próbą praktycznej realizacji pomysłu. 5 LITERATURA 1. Bertoldi P.: EU Programmes for Reducing Stand-by Consumption. 1st International Workshop on Standby Power Standby Power: a Global Issue. IEA, Paris: 18-19 January 1999 2. Biczel P.: Przekształtniki energoelektroniczne w generacji rozproszonej. VII Konferencja - Szkoła Elektrotechniki - prądy niesinusoidalne EPN 2006. Łagów 19-21.06.2006, ID51 3. Biczel P., Sadowski A.: Dystrybucja energii prądem stałym. X Konferencja Naukowo-Techniczna Nowoczesne urządzenia zasilające w elektroenergetyce. Zakopane, 14-16,03,2007 4. Lee Po-Wa, Lee Yim-Shy, Lin Bo-Tao: Power Distribution Systems for Future Homes. IEE 1999 International Conference on Power Electronics and Drive Systems, PEDS 99, July 1999, Hong Kong 5. IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems. American National Standard (ANSI). IEEE SM 519-1992, April 12, 1993

DIRECT CURRENT SUPPLY Nowadays more and more loads became DC current loads. So author s opinion is that DC current low voltage distribution systems need to be developed. Hence some present problems, such as power quality, reliability and efficiency can be avoided. Author s proposition of low voltage distribution system is presented in the paper. Improvement in power quality is described. However, there are some problems with DC systems introduction. The main problem to solve is DC current protection systems, especially against surge.