Prof.dr.ing. Nicolae Golovanov Metode si mijloace de limitare a perturbatiilor care afecteaza calitatea energiei electrice (armonici, goluri de tensiune, nesimetrie) Prof.dr.ing. Nicolae Golovanov

In prezent exista solutii tehnice eficiente pentru limitarea nivelului perturbatiilor la valorile impuse de normativele in vigoare. Stabilirea solutiilor adecvate fiecarui consumator necesita o detaliata cunoastere a comportamentului energetic al consumatorului

Distorsiuni armonice Specifice societatii moderne in care controlul sarcinii pentru a asigura eficienta maxima este asigurat, de cele mai multe ori, cu circuite cu semiconductoare de putere. Rezulta in acest fel ca practic toti consumatorii au o caracteristica neliniara.

Aparitia armonicilor este determinata in special de activitati ale consumatorilor si deci masurile de limitare trebuie luate la nivelul acestora. Normativele actuale stabilesc nivelele maxim admise de emisie (masurata pe curba de curent electric) pentru consumatorii perturbatori (conform PE 143/2002)

Conectarea filtrului absorbant la barele consumatorului perturbator Solutii 1. Filtre pasive paralel (filtre absorbante) sau serie (filtre refulante) RL RN L5 C5 L7 C7 L11 C11 L13 C13 C T Conectarea filtrului absorbant la barele consumatorului perturbator

Utilizarea transformatoarelor stea-triunghi Solutii 2. Utilizarea transformatoarelor stea-triunghi Ia a Ib b Ic c I3n IA A IB B C IC N IN Utilizarea transformatoarelor stea-triunghi

Solutii 3. Utilizarea filtrelor active u,i ID irA uA /6+ 1t 2  ifA iA ifA = irA – iA Receptor neliniar A B C Filtru activ de curent Bloc de calcul TC a) b) Schema de principiu a unui filtru activ de curent electric a) şi variaţia curenţilor electrici în circuit b)

Solutii 4. Receptoare cu absorbtie de curent sinusoidal 4.1 Convertor static cu controlul factorului de putere 4.2 Convertoare cu modulatie in latime a impulsurilor

4.1 Convertor static cu controlul factorului de putere ud G D T S uGS L u i iL uT iD iC C ic Uc t T/2 iL* iL* +  iL*    Forma curentului electric prin bobină.

C Uc u i Li T1 T3 T2 T4 a) ul t i* Funcţionarea redresorului monofazat cu comandă PWM în structură sursă de tensiune b)

Goluri de tensiune Sunt determinate atat de procese in reteaua electrica de alimentare cat si de activitati ale consumatorilor Nu pot fi evitate integral si deci pentru consumatorii sensibili la goluri de tensiune trebuie adoptate masuri corespunzatoare Masurile adoptate trebuie corelate cu nivelul daunelor care ar putea interveni la goluri de tensiune

Goluri de tensiune Se caracterizeaza prin tensiunea reziduala si durata golului U Ug tg Ur t Up Gol de tensiune Banda admisă de tensiune Uc ti tf

Solutii – date initiale 1.Stabilirea nivelului de susceptibilitate al receptoarelor 2. Cunoasterea ariei de vulnerabilitate 3. Cunoasterea daunelor datorate intreruperilor 4. Stabilirea surselor predominante de perturbatii (cauze interne, cauze externe) 5. Analiza solutiilor tehnic posibile

Solutii 1. Limitarea curentului de pornire al motoarelor prin folosirea SOFT-STARTER 2. Utilizarea UPS (electronice, dinamice) 3. Utilizarea DVR (Dynamic Voltage Restorer) 4. Utilizarea DySC (SVC combinat cu DVR)

Soft-Starter i ip ii in t Pornirea unui motor asincron cu soft-starter

UPS dinamic Surse neîntreruptibile dinamice M 3 ~ G Reţea de alimentare Consumator V MDI C a) M/G b) T IC c) d) Surse neîntreruptibile dinamice

CONTINUOUS POWER SYSTEM Non-Critical Load Auto Transfer Switch From Utility CAT UPS Parallel on-line Critical Load F/W AC DC AC DC Gen Set Redundant 24 VDC Starting Power

Sursă neîntreruptibilă statică UPS electronic D Iv IS U~ ISO B IB IM IP IO IE Sursă neîntreruptibilă statică

Nesimetrie Specifica in special retelelor de JT Efectele cele mai importante: - comanda circuitelor electronic - disfunctionalitati ale motoarelor asincrone - incarcarea excesiva a conductorului de nul de lucru

Nesimtrie - solutii 1. Organizatorice – incarcarea egala a fazelor 2. Utilizarea schemei Steinmetz 3. Utilizarea schemelor cu transformatoare Scott 4. Utilizarea transformatoarelor stea-triunghi 5. Utilizarea transformatoarelor conectate in V

Nesimetrie – Schema Steinmetz UA UB UC UAB UBC UCA IAB IBC IA IC IB ICA O 3230/400 V; 50 Hz A B C C L Cb A B

Nesimetrie – Schema Scott B C M Receptor bifazat Cq IC IB IA I n n U1 U2 U A’ C’ B’

Nesimetrie – Schema in V B C Receptor monofazat Cq IC IB IA I U1 U2 U A’ C’ B’ IA =IC IB = 2IA

Concluzii Cele mai multe perturbatii sunt determinate de activitatea consumatorilor In prezent exista solutii tehnice eficiente pentru limitarea la valorile admise a perturbatiilor care afecteaza calitatea energiei electrice Cele mai ieftine solutii sunt cele adoptate la nivelul surselor perturbatoare, iar cele mai scumpe sunt cele adoptate in reteaua electrica de alimentare