ANALIZA WARUNKÓW ZASILANIA (JEE) WYBRANE PRZYPADKI dr inż. Andrzej Firlit andrzej.firlit@kaniup.agh.edu.pl Laboratorium JAKOŚĆ ENERGII ENERGETYCZNEJ AGH Kraków ANALIZA PRZYPADKU 1
inwestycja na terenie specjalnej strefy ekonomicznej precyzyjne urządzenia elektromechaniczne oraz energoelektroniczne układy napędowe zasilanie z poziomu 20 kv zaobserwowano liczne problemy związane z wyłączeniami układów napędowych linia zasilająca SN 20,0 kv PWP granica własności Power Recorder linia zasilająca nn 400/230 V pomiar napięcia pomiar prądu Topas 1000 pozostałe odbiorniki główny odbiornik 2
analiza rejestracji na poziomie 400/230 V baza danych analizatora TOPAS 1000 home.agh.edu.pl/~afirlit/topas_x_rurki_przy7.rar plik: ELPL_KON.DEF WSPÓLNA ANALIZA DANYCH POMIAROWYCH Parametry JEE częstotliwość wartość skuteczna wahania asymetria odkształcenie THD U harmoniczne tg(φ)??? Analiza wyników pomiarów pozwoliła na stwierdzenie, że z punktu widzenia Rozporządzenia warunki zasilania są poprawne. 3
±10%U N 18-22 kv PRZERWY W ZASILANIU (wartości 10 ms minimalne) ±10%U N 18-22 kv JAKIEGO RODZAJU SĄ TO PRZERWY? 4
PRZERWY W ZASILANIU (wartości 10 ms minimalne) ±10%U N 18-22 kv JAKIEGO RODZAJU SĄ TO PRZERWY? Nr przerwy Napięcie międzyfazowe Wartość napięcia resztkowego [V] Czas trwania [sek] Data wystąpienia Godzina wystąpienia 1 U AB 0,00 0,920 01-paź-2007 08:38:45.100 2 U BC 0,00 0,900 01-paź-2007 08:38:45.100 3 U CA 0,00 0,900 01-paź-2007 08:38:45.110 4 U AB 0,00 0,920 01-paź-2007 16:59:20.468 5 U BC 0,00 0,920 01-paź-2007 16:59:20.469 6 U CA 0,00 0,920 01-paź-2007 16:59:20.463 7 U AB 0,00 0,940 09-paź-2007 17:11:45.380 8 U BC 0,00 0,940 09-paź-2007 17:11:45.330 9 U CA 0,00 0,920 09-paź-2007 17:11:45.930 10 U AB 0,00 0,960 10-paź-2007 07:36:15.230 11 U BC 0,00 0,940 10-paź-2007 07:36:15.230 12 U CA 0,00 0,940 10-paź-2007 07:36:15.280 5
Według Rozporządzenia: podział przerw na pland5owane i nieplanowane, ze względu na czas trwania wyróżniono 5 kategorii przerw: mikroprzerwy (< 1 s), krótkie (od 1 s do 3 min), długie (od 3 min do 12 godzin), bardzo długie (od 12 godzin do 24 godzin) katastrofalne (> 24 godzin) W Rozporządzeniu nie zawarto zapisów precyzujących wymagania w zakresie tego typu zdarzeń. Brak precyzyjnych informacji co do zapadów i wzrostów napięcia (PN EN 50160: 10 ms 1 min, zjawisko losowe, 2005: kilkadziesiąt 1000; 2010 istotne informacje, klasyfikacja) 6
ANALIZA PRZYPADKU inwestycja dużego międzynarodowego koncernu precyzyjne urządzenia elektromechaniczne oraz energoelektroniczne układy napędowe zasilanie z poziomu 15 kv zaobserwowano liczne problemy w pracy ww. urządzeń dwie sesje pomiarowe: marzec (30% mocy) i grudzień (80% mocy) 7
analiza rejestracji na poziomie SN 15 kv baza danych analizatora TOPAS 1000 http://home.agh.edu.pl/~afirlit/labjee/gost.rar plik: POM01.DEF WSPÓLNA ANALIZA DANYCH POMIAROWYCH Parametry JEE częstotliwość wartość skuteczna wahania asymetria odkształcenie THD U harmoniczne tg(φ)??? Analiza wyników pomiarów pozwoliła na stwierdzenie, że z punktu widzenia Rozporządzenia parametrami, które nie spełniały warunków określonych w Rozporządzeniu jest współczynnik odkształcenia napięcia THD U oraz poziomy niektórych wyższych harmonicznych napięcia. 8
CP95 WARTOŚĆ MAKSYMALNA THD U L1 L2 L3 L1 L2 L3 % % % % % % 12,51 12,51 12,41 15,88 15,84 15,42 Wielkość Wartości dopuszczalne [%] Seria 1 - marzec % czasu w granicy tolerancji CP95 [%] L1 L2 L3 L1 L2 L3 THD 8 0 0 0 12,51 12,51 12,41 H. 3 5 0 0 0 8,1 8,09 8,37 H. 5 6 99,91 99,82 99,82 4,06 4,24 3,96 H. 7 5 100 100 100 3,23 3,11 2,95 H. 11 3,5 36,36 28,92 31,46 5,42 5,77 5,71 WARTOŚĆ H. 13 3 25,02 CP95 30,37 28,56MAKSYMALNA 6,62 6,4 6,07 L1 L2 L3 L1 L2 L3 H. 15 0,5THD U 42,16 27,29 27,74 0,81 1,03 0,95 % % % % % % H. 17 2 99,91 100 99,37 1,59 1,45 1,68 12,51 12,51 12,41 15,88 15,84 15,42 9
Wielkość Wartości dopuszczalne [%] Seria 1 - marzec % czasu w granicy tolerancji CP95 [%] L1 L2 L3 L1 L2 L3 THD 8 0 0 0 12,51 12,51 12,41 H. 3 5 0 0 0 8,1 8,09 8,37 H. 5 6 99,91 99,82 99,82 4,06 4,24 3,96 H. 7 5 100 100 100 3,23 3,11 2,95 H. 11 3,5 36,36 28,92 31,46 5,42 5,77 5,71 WARTOŚĆ H. 13 3 25,02 CP95 30,37 28,56MAKSYMALNA 6,62 6,4 6,07 L1 L2 L3 L1 L2 L3 H. 15 0,5THD U 42,16 27,29 27,74 0,81 1,03 0,95 % % % % % % H. 17 2 99,91 100 99,37 1,59 1,45 1,68 12,51 12,51 12,41 15,88 15,84 15,42 U rms noc THD U weekend I rms 10
16 THD U [%] 15 weekend, noce 14 13 12 11 10 9 8 Prąd [A] 0 10 20 30 40 50 60 16 THD U [%] 15 14 13 12 11 10 9 8 THD I [%] 5 15 25 35 45 Sesja pomiarowa nr 1 - marzec 11
Sesja pomiarowa nr 2 - grudzień CP95 WARTOŚĆ MAKSYMALNA THD U L1 L2 L3 L1 L2 L3 % % % % % % 8,70 8,56 8,70 11,22 11,03 11,11 Wielkość Wartości dopuszczalne [%] Seria 2 -grudzień % czasu w granicy tolerancji CP95 [%] Sesja pomiarowa L1 L2 nr L32 - grudzień L1 L2 L3 THD 8 89,84 90,86 89,61 8,70 8,56 8,70 H. 3 5 100 100 100 1,48 1,44 1,77 H. 5 6 99,69 99,84 99,69 4,82 4,61 4,76 H. 7 5 99,92 100 99,77 3,80 3,76 4,00 H. 11 3,5 78,75 79,38 85,16 4,19 4,19 3,93 WARTOŚĆ H. 13 3 71,80 CP95 70,86 70,63MAKSYMALNA 4,50 4,50 4,55 L1 L2 L3 L1 L2 L3 H. 15 0,5THD U 100 100 100 0,36 0,34 0,31 % % % % % % H. 17 2 99,77 98,83 98,91 1,66 1,81 1,76 8,70 8,56 8,70 11,22 11,03 11,11 12
9300 9200 9100 9000 Ufa [V] 8900 0 200 400 600 800 1000 1200 Ifa [A] 100 I rms 80 60 40 0 200 400 600 800 1000 1200 THDUfa [%] 14 12 10 8 6 4 0 200 400 600 800 1000 1200 THDIfa [%] 20 15 10 5 weekend U rms THD U THD I 0 200 400 600 800 1000 1200 11 THD U [%] weekend 9 7 5 Prąd [A] 3 30 50 70 90 Sesja nr 2 grudzień 16 THD U [%] 15 weekend, noce 14 13 12 11 10 9 8 Prąd [A] 0 10 20 30 40 50 60 Sesja nr 1 marzec 13
dr inż. Andrzej Firlit Akademia Górniczo-Hutnicza Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii 30-059 Kraków, Al. Mickiewicza 30 tel.: 12 617 28 36, fax: 12 633 22 84, kom.: 603 877 809 e-mail: andrzej.firlit@keiaspe.agh.edu.pl 14