Documente online.
Username / Parola inexistente
  Zona de administrare documente. Fisierele tale  
Am uitat parola x Creaza cont nou
  Home Exploreaza
Upload




























POSIBILITATI DE IMBUNATATIRE A CALITATII ENERGIEI ELECTRICE FURNIZATE

tehnica mecanica




Posibilitati de îmbunatatire a calitatii energiei electrice furnizate


4.1. Descrierea calitatii energiei electrice




În figura 4.5. se prezinta amplitudinea fluctuatiilor de tensiune, maxim admisibile în retelele publice de JT, în functie de numarul de fluctuatii pe unitatea de timp, iar în figura 4.6 se indica amplitudinile limita ale fluctuatiilor sub forma de socuri de tensiune (variatii bruste), în raport cu frecventa acestora.


b. Doza de flicker. Relatiile dintre fluctuatiile de tensiune si disconfortul produs vederii este cauzata de variatiile de flux luminos a surselor de lumina. Este cunoscut faptul ca variatiile de flux luminos al lampilor cu frecventa de repetitie de 100Hz, prezente în cazul lampilor alimentate la frecventa industriala, nu produc senzatii de jena a vederii umane. Daca frecventa de repetitie a variatiilor luminoase scade, ochiul devine sensibil, dar numai daca amplitudinea acestor variatii depaseste un anumit prag.

S-a constatat experimental ca influenta fluctuatiilor de tensiune asupra vederii depinde nu numai de frecventa si amplitudine, dar si de forma semnalului modulator, conform rezultatelor determinarilor, prezentate în figura 4.7.

Dupa cum se poate constata, minimul pragului de sensibilitate se realizeaza pentru un semnal sinusoidal de modulare a tensiunii, având o frecventa de circa 10Hz si o amplitudine relativa de aproximativ 0,3%.

Estimarea influentei fluctuatiei de tensiune se face în majoritatea statelor de dezvoltate pe principiul cumulativ, bazat pe înregistrarea oboselii acumulate de ochi, pâna la doza, pentru care lucrul devine imposibil. Rationamentul, similar cu cel utilizat la definirea fluxului luminos al radiatiilor cu diferite lungimi de unda, se bazeaza pe echivalarea unei fluctuatii de frecventa fi si amplitudine dUfi (care provoaca fluctuatii luminoase cu frecventa de repetitie 2fi) cu o fluctuatie având frecventa de referinta 10 Hz si amplitudinea procentuala, echivalenta

(4.31)

pentru a determina o senzatie de jena identica; coeficientii de echivalare gf a fluctuatiilor sunt determinati experimental, în raport cu tipul sursei si frecventa fluctuatiilor. În figura 4.8. se prezinta curbele de variatie a coeficientilor de echivalare a fluctuatiilor de tensiune; se constata ca lampile cu incandescenta atenueaza mai mult fluctuatiile decât cele doua fluorescente.

Suprapunerea efectelor unor fluctuatii de frecvente diferite se realizeaza cu relatia:

(4.32)

Doza de flicker se calculeaza se defineste prin relatia:

(4.33)

în care T0 reprezinta durata de estimare (observare) a perturbatiei. Doza de flicker jena totala, pe care o resimte ochiul pe durata T0.

În figura 4.9 se prezinta dependenta de flicker periodic în raport cu durata acestuia.

c. Severitatea flickerului. Modelarea corecta a reactiei unui observator la variatiile rapide de tensiune, de orice tip, indiferent de forma si frecventa semnalului modulator sau de faptul ca sunt periodice sau neperiodice, se realizeaza prin metoda statistica, evaluând severitatea flickerului.


Se considera variatia în timp, pe durata de observare T0, a amplitudinii fluctuatiilor de tensiune dU, redata în figura 4.10., specifica unui anumit punct de consum. Amplitudinile fluctuatiilor de tensiune sunt pozitive, cu valori cuprinse în intervalul [0, dUM], limita superioara dUM, fiind reprezentata de valoare maxima înregistrata. Pentru dezvoltarea metodei statistice, este necesara împartirea domeniului de valori [0, dUM] în mai multe subdomenii, denumite în cele ce urmeaza clase ale amplitudinii fluctuatiilor (CAF).

În figura 4.10 sunt considerate 10 clase, din considerentul simplificarii prezentarii, dar alegerea unui numar mai mare de clase (ni) mareste precizia metodei (la un flickermetru se utilizeaza minim 64 de clase). Fie d Uk-1 si dUk limitele inferioara, respectiv superioara pentru clasa "k". Durata totala Tck de situare a amplitudinii fluctuatiilor între aceste limite, deci în clasa k, se obtine prin însumarea intervalelor partiale tkj, redate în figura 1.10 pentru clasa a 7-a:

(4.34)

fiind de remarcat faptul ca, daca dU>0 pe toata durata de observare, Tc1=T0. Se defineste o durata relativa procentuala de situare a amplitudinii fluctuatiilor într-o anumita clasa sub forma

(4.35)

numita si probabilitate (sau frecventa) de situare (permanenta) în clasa k.

Metoda statistica de evaluare a efectelor fluctuatiilor se bazeaza pe reprezentarea functiei probabilitatii cumulative în raport cu amplitudinea fluctuatiilor, concretizata în figura 1.11 în doi pasi consecutivi. Mai întâi se determina probabilitatea cumulata ca amplitudinea fluctuatiilor sa se situeze într-o anumita clasa "k" sau sa fie depasita limita superioara a clasei., ceea ce se exprima prin conditia:



(4.36)

astfel ca probabilitatea cumulata este data de relatia:

(4.37)

unde nc reprezinta numarul de clase stabilite. Se observa daca este posibil ca reprezentarea probabilitatii cumulate în raport cu clasele amplitudinii fluctuatiilor (4.11.a) sa se faca de la clase superioare spre cele inferioara. În cel de-al doilea pas al reprezentarii functiei de probabilitate cumulativa, se revine pe axa absciselor la scara amplitudinii oscilatiilor (4.11.b). Prin alegerea unui mare numar de clase, linia frânta corespunzatoare functiei tinde sa devina continua; în plus, reprezentarea poate fi mai expresiva prin utilizarea scarii logaritmice pe scara ordonatelor.

Dependenta redata în figura 4.11.b este specifica pentru cuptoarele cu arc. Se observa ca amplitudinea fluctuatiilor de tensiune, produse de cuptorul cu arc, este atinsa sau depasita pe durata relativa de 1% din timpul de observatie; cu alte cuvinte, amplitudinea fluctuatiilor de tensiune este în 99% din timpul de observatie mai mica de 0,1%. Graficele cumulate a amplitudinii fluctuatiilor de tensiune sunt specifice pentru fiecare receptor sau sarcina de consum, putând fi deci considerate ca functii de tip, caracteristice.

Utilizarea graficelor probabilitatii cumulate la determinarea severitatii flickerului se face prin indicarea valorilor cumulate, pentru care se considera amplitudinile fluctuatiilor. Prin notatia dUt se desemneaza amplitudinea fluctuatiilor, având probabilitatea cumulativa precizata prin indicele t tfu; astfel dU dU50 reprezinta valorile amplitudinii fluctuatiilor, depasite în timpul functionarii pe durate procentuale de 3%, respectiv 50%.

Severitatea flickerului se calculeaza pentru perioade scurte de timp (10 min) sau pentru perioade mai lungi (2 ore). Pentru perioade scurte de timp, severitatea flickerului Pst se calculeaza cu relatia:

(4.38)

în care marimile marcate cu bara sunt valori medii dupa cum urmeaza:

(4.39)

k01, k1, k3, k10 si k50 - coeficienti, astfel stabiliti încât pentru amplitudinile admisibile ale fluctuatiilor sa rezulte Pst=1:

k01 = 0,0314; k1 = 0,0525; k3 = 0,0657; k10 = 0,28; k50 = 0,08

Daca ciclul de functionare a receptorului sau consumatorului cauzator de flicker este mai lung, de ordinul orelor, atunci se recomanda calculul severitatii flickerului pentru un interval lung de timp, conform relatiei:

(4.40)

în care:

Psti sunt valori consecutive ale severitatii flickerului, înregistrate pe durate scurte de timp (i=1,2,3,.,N);

N - numarul de durate scurte de timp, incluse în intervalul (perioada) lung. Un interval de 2 ore este considerat ca fiind suficient de lung pentru calculul acestui indicator.


Limitele admisibile ale severitatii flickerului sunt prezentate în tabelul 4.1., în raport cu nivelul de tensiune al instalatiilor.

Tabel 4.1 Limitele admisibile ale severitatii flickerului

Felul instalatiei

Severitatea flickerului

Pe timp scurt

Pst

Pe timp lung

Plt

De joasa si de medie tensiune



De înalta tensiune






4.1.1.5. Indicatori pentru goluri de tensiuni


Conform celor precizate referitor la tipurile de variatii ale valorii eficace a tensiunii (4.2.2.), golurile de tensiune reprezinta scaderi importante, de -(90.10)%, ale valorii eficace a tensiunii pe durate scurte de timp, cuprinse între 10ms si 3s. Fiind variatii aleatoare, ale caror cauze se regasesc deopotriva la furnizori si consumatori, golurile de tensiune nu au neaparat un caracter periodic si se încadreaza în categoria variatiilor de scurta durata ale tensiunii. În plus, conform diferentierii facute pentru variatii de scurta durata (paragraful 2.2.2.), golurile de tensiune pot fi numai instantanee, cu durate de (0,5 . 30) perioade fundamentale si momentane, cu durate cuprinse în intervalul 0,6 . 3s.

Numarul de faze afectate si valorile tensiunilor de faza pe durata golurilor definesc tipul golului de tensiune, care pot fi:

simetric, daca se manifesta identic pe toate fazele;

nesimetric, în caz contrar celui de mai sus; golurile monofazate si bifazate pot fi considerate ca goluri trifazate, evident nesimetrice.

Între momentul aparitiei golului, considerat ca momentul initial ti si cel al revenirii tensiunii în limitele unor abateri |Du%|<10%, considerat ca moment final tf, valoarea eficace a tensiunii prezinta o variatie specifica, denumita forma sau alura golului. În figura 4.12 se prezinta trei forme tipice de goluri de tensiune, relevante pentru cauzele care le-au determinat:

gol de tensiune produs la pornirea unui motor, la care revenirea valorii eficace a tensiunii la valoarea normala se face dupa o curba exponentiala (fig. 4.12,a);

gol de tensiune în cazul unui scurtcircuit monofazat, eliminat prin protectia retelei, caracterizat prin mentinerea aproximativ constanta a tensiunii golului. Din aceasta cauza, astfel de goluri sunt asimilate ca fiind de forma dreptunghiulara (fig. 4.12,b);

goluri de tensiune cu forme complexe, la care tensiunea variaza în trepte (fig. 4.12,c), ca urmare a unor efecte eliminate de protectii functionând în trepte de temporizare.





Indicatorii analitici ai golurilor de tensiune sunt: amplitudinea, durata si frecventa.


a) Amplitudinea golului de tensiune


Se defineste similar cu abaterea de tensiune (ec. 4.11), reprezentând diferenta dintre valoarea eficace a tensiunii golului si tensiunea nominala, raportata la tensiunea nominala si raportul exprimat în procente.

În functie de semnificatia tensiunii pe durata golului, se definesc urmatoarele amplitudini ale golurilor de tensiune:

amplitudinea golului de tensiune pe faza, exprimata în raport cu valoarea eficace Ufs a tensiunii de serviciu pe faza, prin relatia

(4.41)

în care Ufn reprezinta valoarea eficace a tensiunii nominale, de faza;

amplitudinea golului de tensiune directa, definita în raport cu modulul Ufd al componentei de secventa directa, corespunzatoare sistemului de tensiuni de faza, pe durata golului, prin expresia:

(4.42)

Similar cu amplitudinea golului de tensiune directa, se pot defini amplitudini ale golurilor pentru componentele de secventa inversa si omopolara ale tensiunilor pe durata golurilor.

b)      Durata golului de tensiune tg

Reprezinta diferenta dintre momentul final tf si cel initial ti al producerii golului

(4.43)

fiind deci o marime fizica, exprimata în unitati de timp.


c)      Frecventa de aparitie fg a golurilor

Se exprima prin raportul dintre numarul Ng al golurilor similare pe durata de observatie si marimea duratei de observatie T0:

(4.44)

Datorita cauzelor aleatoare ale aparitiei majoritatii golurilor de tensiune, frecventa acestora trebuie estimata prin metode statistico-probabilistice.


Normele pentru goluri de tensiune se refera , pe de o parte, la limitele de imunitate ale receptorilor, iar pe de alta parte, la duratele admise pentru diferitele tipuri de instalatii.

Limitele de imunitate ale receptorarelor la goluri de tensiune sunt indicate de catre fabricantii acestora, în functie de clasa de imunitate a receptorului respectiv:

pentru convertoarele cu semiconductoare Duglim = -(15.10)%, pentru durate de 0,5.30 perioade;

pentru calculatoare, sisteme de comanda, control si automatizari, Duglim = -10%, indiferent de durata;

pentru receptoarele cu regim de lucru intermitent, amplitudinea limita a golurilor se exprima în raport cu abaterea de tensiune, admisa astfel:

(4.45)

daca

si

pentru durate ale golurilor , unde tc reprezinta durata de conectare a receptorului cu regim de lucru intermitent.

Reglementarile precizeaza obligatia consumatorilor de a-si prevedea propriile masuri de desensibilizare a receptoarelor si instalatiilor la goluri de tensiune. Normele C.E.I. indica, cu titlu informativ, urmatoarele durate luimita ale golurilor de tensiune, cu amplitudini cuprinse între -(90.10)%:

o semiperioada, pentru retelele de JT cu receptoare sensibile (instalatii de clasa 1);

1.300 semiperioade, pentru puncte de distributie din zone industriale (instalatii în clasele 2 si 3).


4.1.2.4. Indicatori ai supratensiunilor de scurta durata


Supratensiunile de scurta durata reprezinta cresteri ale valorii eficace a tensiunii în domeniul (1,1 . 1,8)Un, pentru duratele de 0,5T . 1min. Modul de variatie a tensiune pe durata producerii unei supratensiuni de scurta durata, produsa prin punerea la pamânt a unei singure faze, este prezentat în figura 4.13; cresterea semnificativa a emisiunii se produce pe intervalul de timp dintre momentul initial ti si cel final tf.

În raport cu durata lor caracteristica, supratensiunile de scurta durata pot fi de urmatoarele tipuri, redate în figura 4.14:

instantanee, cu durate de (0,5.30)T si abateri procentuale de +(10.80)%;

momentane, cu durate de 30T.3s, a caror abateri procentuale se încadreaza în domeniul +(10.40)%;

temporare, cu durate în intervalul 3s.1min si cresteri procentuale ale tensiunii de +(10.20)%.

Supratensiunile pot fi caracterizate, într-o prima faza, prin tensiunea de serviciu relativa (ec. 1.14) sau prin nivelul de tensiune în exprimarea procentuala:

(4.47)

dar se folosesc ca indicatori abaterea procentuala

(4.48)

si durata supratensiunii

(4.49)

marimi care permit încadrarea supratensiunilor de scurta durata în planul durata-tensiune (fig. 4.14)


4.1.1.6. Indicatori pentru impulsuri de tensiune


Daca în paragraful precedent s-au clasificat si caracterizat variatiile valorii eficace a tensiunii, în continuare ar trebui extinsa analiza asupra variatiilor posibile pe durata perioadei sau chiar a semiperioadei funndamentale, deci asupra abaterilor valorilor instantanee ale tensiunii de la cele corespunzatoare formei ideale, sinusoidale. Doua tipuri de abateri de acest fel pot fi întâlnite în practica:

impulsurile de tensiune sunt cresteri importante ale variatiilor instantanee, absolute, cu evolutii specifice în timp, având însa caracterul de abateri neperiodice de la forma ideala.

distorsiunea formei de unda, cu caracter periodic. Deoarece analiza distorsiunilor se aplica nu numai la tensiuni ci si la curenti si a faptului ca implicatiile regimului nesinusoidal sunt extinse si profunde în cadrul instalatiilor electrice, aceste tipuri de abateri de la forma ideala a marimilor periodice se prezinta separat, în cadrul paragrafului referitor la regimul deformant.


Referitor la impulsurile de tensiune, acestea reprezinta cresteri bruste si neperiodice ale valorilor instantanee ale tensiunii, pâna la valori de câteva ori mai mari decât tensiunea nominala, pentru intervale de timp foarte scurte, de ordinul a câtorva microsecunde pâna la zeci de milisecunde. Forma undei de tensiune este puternic distorsionata pe durata unei parti din perioada fundamentala sau chiar pe parcursul câtorva perioade.

În figura 4.15 se prezinta forma de unda a tensiunii pe durata unei singure alternante, când a aparut un impuls de tensiune, caracterizat în primul rând prin indicatorii amplitudine si durata.

a)      amplitudinea impulsului de tensiune dUimp se defineste prin diferenta dintre valoarea maxima Uimp a impulsului de tensiune si valoarea instantanee us(t0) a tensiunii de frecventa industriala, corespunzatoare momentului initial al impulsului;

(4.50)

b)      Durata impulsului timp reprezinta intervalul de timp între momentul t0 al aparitiei impulsului de tensiune si momentul tr al restabilirii valorii instantanee a tensiunii (fig. 1.15):

(4.51)

Pentru evolutia impulsului de tensiune se considera utila si durata impulsului de tensiune la 50% din amplitudinea maxima.

De asemenea, caracterizarea cât mai completa a solicitarii exercitate asupra instalatiilor si echipamentelor de catre impulsurile de tensiune ar necesita cunoasterea unor parametri suplimentari ca: viteza maxima de cresterea a tensiunii, durata cresterii pâna la valoarea maxima, timpul de amortizare a procesului tranzitoriu, frecventa de aparitie s.a.. Prevederea unor indicatori suplimentari pentru impulsurile de tensiune si mai ales stabilirea unor limite admisibile pentru indicatorii impulsurilor de tensiune sunt limitate din cauza posibilitatilor furnizorilor de echipamente si de energie în asigurarea încadrarii lor în domeniile admise.

Exista totusi urmatoarele recomandari privind amplitudinile limita ale impulsurilor de tensiune:

(cu o probabilitate de 95%), pentru impulsuri cu durata de 0,2ms;

, peentru impulsuri cu durata de 2ms.


4.1.1.7. Indicatori ai regimului deformant


În curent alternativ, forma ideala pentru undele de tensiune sau de curent este cea sinusoidala, iar în curent continuu, ideal este ca tensiunea sa fie perfect constanta. Cauzele distorsiunilor pot fi regasite într-o anumita masura la producatorul sau furnizorul de energie electrica, dar cel mai adesea acestea se afla la consumatori, mai ales la aceia care detin receptoare si elemente neliniare. Principial, distorsiunile undelor de curent si de tensiune s-ar încadra în categoria abaterilor de la forma ideala, împreuna cu impulsurile de tensiune, dar în timp ce distorsiunile au un caracter periodic, impulsurile sunt de obicei neperiodice.

Abaterile de la forma ideala pot fi caracterizate în baza analizei armonice, prin punerea în evidenta a oscilatiilor armonice cu perioade submultipli întregi ai perioadei fundamentale, evidentiata ca perioada a undei reale.


Analiza armonica a undelor reale de tensiune sau curent, obtinute pe cale experimentala, prin oscilografiere sau înregistrare, presupune identificarea perioadei fundamentale T si împartirea acesteia în 2p parti egale, deci p parti pe o semiperioada, asa cum se prezinta în figura 1.16.


Desigur, numarul de diviziuni este limitat inferior de ordinul maxim al armonicilor care se impun a fi identificate: daca se cauta pâna la p armonici, atunci divizarea trebuie sa fie minimum 2p parti. Limitarea superioara a numarului de diviziuni este datorata posibilitatilor de "citire" a valorilor functiei analizate.

Daca se noteaza cu z(t) unda de tensiune sau de curent supusa analizei armonice, se cunosc expresiile coeficientilor Fourier sub forma:

(4.52)

iar componenta continua se calculeaza cu relatia:

(4.53)

în care:

Yk, k=1.2p, reprezinta ordonatele consecutive ale undei analizate, conform diviziunilor practicate;

N - ordinul armonicilor, fiind deja subliniat faptul ca N p



Dezvoltarea Fourier a undei z(t) se prezinta mai întâi sub forma:

(4.54)

sau prin expresia mai condensata:

(4.55)

în care amplitudinea si faza unei armonici se determina, respectiv, cu relatiile:

(4.56)

(4.57)

iar este pulsatia corespunzatoare fundamentalei.

Numarul de diviziuni (2p) este important nu numai pentru ordinul maxim al armonicii care se poate determina, dar si pentru precizia de redare a fiecarei armonici si a undei rezultante y. Daca numarul de diviziuni este prea mic, apar erori mai ales în privinta fazelor armonicilor. Pentru o anliza armonica acceptabila, se recomanda esantionarea undelor de tensiune sau curent pe o durata de 80ms, deci pentru patru perioade, cu un numar minim de diviziuni 2p=64 pe o perioada.

O analiza armonica relevanta si rapida se poate obtine în urmatoarele conditii:

prin corectia fazelor jN, date de relatia (4.57), cu marimea

(4.58)

corectia fiind de forma

(4.59)

în care j'N se considera faza corecta, care se va introduce în relatia (4.55), în locul fazei jN, afectata de eroarea de calcul cu relatiile (4.52), care aproximeaza relatiile integrale;

prin însumarea armonicilor calculate si compararea undei rezultate cu cea analizata;

prin oprirea calculului în momentul în care abaterea medie patratica dintre valorile celor doua unde, mentionate anterior, este minima.

Efectul corectiei de faza, propusa prin relatiile (4.58) si (4.59), poate fi apreciat examinând reprezentarile din figura 4.17, în care unda reconstituita prin dezvoltarea Fourier apare decalata în urma undei reale, analizate.

Stabilirea indicatorilor caracteristici pentru abaterile undelor de la forma ideala, sinusoidala se bazeaza fie pe valorile admisibile ale armonicilor de curent sau tensiune, fie pe parametrii sintetici ai distorsiunii. Exista si tendinta de a include marimi caracteristice pentru consecintele regimului deformant asupra instalatiilor de telecomunicatii, deci de compatibilitate electromagnetica, în cadrul indicatorilor de regim deformant. Daca unii indicatori pot fi determinati atât pentru tensiuni cât si pentru curenti, exista si indicatori care au sens numai pentru unda de tensiune.

a)      Nivelul armonicilor de ordinul N


Se defineste ca raportul, exprimat în procente, dintre valoarea eficace YeN a armonicii si valoarea eficace Ye a undei:

(4.60)

În care YeN se obtine împartind cu amplitudinea YN, calculata cu relatia (4.56) iar valoarea eficace Ye a undei analizate se poate calcula din sirul de 2p valori cu relatia:

(4.61)

sau folosind rezultatul unei analize Fourier complete

(4.62)

Uneori, în relatia (4.60), în locul valorii eficace a unei Ye se foloseste valoarea eficace a fundamentalei Ye1.


b)      Reziduul deformant


Se defineste prin expresia

(4.63)

putând fi calculat mai usor cu relatia

(4.64)

având în vedere ca cele trei valori implicate sunt deja determinate.

Fara a fi considerat întotdeauna, în mod direct, un indicator al regimului nesinusoidal, reziduul deformant este utilizat pentru determinarea distorsiunii undei periodice, nesinusoidale. Fiind normat pentru anumite tipuri de echipamente, este firesc sa fie considerate totusi ca un indicator distinct.


c) Factorul de distorsiune (the Total Harminic Distorsion - THD) al unei unde nesinusoidale


Este definit prin raportul, exprimat în procente, dintre reziduul deformant si valoarea eficace a fundamentalei

(4.65)

Regimul deformant reprezinta actualmente aspectul de CEE pentru care se face cea mai larga detaliere a valorilor limita a indicatorilor în reglementari si standarde. Sunt precizate pentru factorii de distorsiune si pentru nivelul armonicilor, atât pentru tensiuni cât si pentru curenti. În tabelul (4.2) sunt indicate valorile limita ale factorului de distorsiune pentru armonicile de tensiune, iar în tabelul (4.3) - pentru arminicile de curent.

Normele interne limiteaza factorul de distorsiune al curbelor de tensiune astfel:

, pentru retele de joasa si medie tensiune;

, pentru retelele de înalta tensiune.


Tabelul 4.2. factorii de distorsiune limita pentru unde de tensiune

Tensiunea în punctul de racord al sarcinii perturbatoare, kV

Factor de distorsiune individual, %

Factor de distorsiune total, %











Tabelul 4.3. Nivelurile limita pentru armonicile de curent si factorii de distorsiune limita pentru curenti (raportare la valoarea eficace a fundamentalei)


Isc/Ic1)

Nivelurile limita ale armonicilor impare2)

Factorul de distorsiune limita %

N<11

11<N<17

17<N<23

23<N<35

35<N

<20




>1000

































Isc - curentul de scurtcircuit maxim în punctul de racord;

Ic - curentul cerut de sarcina perturbatoare în punctul comun de racord;

Armonicile pare sunt limitate la 0,25 din nivelurile limita admise pentru armonicile impare.


4.1.1.8. Indicatori ai regimului nesimetric


Un sistem polifazat de tensiuni sau curenti poate avea caracteristici diferite pe faze în ceea ce priveste valorile eficace sau fazele marimilor periodice, sinusoidale, componente ale sistemelor respective. În consecinta, pentru un sistem nesimetric de marimi alternative, sinusoidale se poate determina setul de componente simetrice, format din marimile de secventa directa , inversa si omopolara:

(4.67)

în care este operatorul de rotatie, iar sistemul trifazat de fazori poate fi relativ la curenti sau tensiuni.

Regimurile nesimetrice se considera permanente, daca sunt datorate sarcinilor sau liniilor nesimetrice si temporare, daca sunt rezultatul unor defecte sau sarcini nesimetrice, rapid variabile, cum sunt echipamentele cu arc electric (transformatoare de sudare, cuptoare cu arc electric, s.a.).


Determinarea fazoriala a sistemelor de tensiuni si curenti necesita aparatura de masura mai complexa si stocarea simultana a datelor, ceea ce face ca aparatele de masura clasice sa fie excluse din discutie. Se pot folosi echipamente de caracterizare CEE de tip "Powermeter" sau sisteme de achizitie de date, conectate la calculator. În figura 4.18, se prezinta schema electrica de conectare a traductoarelor de tensiune si curent, cu efect Hall, pentru achizitionarea sistemelor de tensiuni de faza si curenti de linie.

Din sirul de valori Y(kDt), pe care placa de achizitie îl furnizeaza calculatorului pentru o anumita marime, trebuie mai întâi sa se determine perioada reala, din care rezulta apoi frecventa reala, iar în continuare se achizitioneaza, folosind o analiza Fourier, restrânsa la acest obiectiv. În figura 4.19 se prezinta marimile caracteristice achizitiei de date pe un canal si marimea periodica, sinusoidala, corespunzatoare.



Daca si sunt cele doua sisteme de marimi achizitionate, al tensiunilor de faza, respectiv al curentilor de linie, sistemul tensiunilor de linie poate fi determinat prin calcul. În figura 1.20 se prezinta "steaua" tensiunilor de faza, triunghiul tensiunilor de linie si sistemul de fazori al curentilor de linie.

Unghiurile dintre fazorii tensiunilor de faza, precizate prin literele de la indici, se determina cu relatiile:

(4.68)

în care ju jv jw sunt fazele tensiunilor de faza. Sistemul tensiunilor de linie poate fi acum complet determinat. Modulele fazorilor reprezentând tensiunile de linie se calculeaza cu relatiile:

(4.69)

reprezentând amplitudini sau valori eficace, dupa semnificatiile respective ale tensiunilor de faza Vu, Vv, Vw. Fazele din planul complex al tensiunilor de linie rezulta sub forma:

(4.70)

Cele trei sisteme de marimi trifazate fiind fazorial complet determinate, se poate trece la analiza regimului nesimetric. Caracterizarea nesimetriei unui sistem polifazat se realizeaza prin indicatori calculati ca rapoarte dintre componentele de succesiune inversa sau omopolara, pe de o parte, si componenta de succesiune directa sau valoarea nominala corespunzatoare, pe de alta parte.


a.      Componetele simetrice


Se calculeaza riguros pe baza relatiilor (4.67), care pot fi dezvoltate prin explicitarea operatorilor a si a2 si orientate spre calculul modulelor componentelor simetrice. astfel, componenta de succesiune directa se obtine în complex sub forma:

(4.71)

din care se deduce modulul Yd al acesteia

(4.72)

Similar se deduce relatia potrivita calcului iterativ pentru componenta de secventa inversa

(4.73)

precum si pentru componenta omopolara

(4.74)

b.      Coeficientul de disimetrie


Este definit prin raportul procentual dintre componenta de succesiune inversa Yi si cea de succesiune directa Yd, dat de relatia:

(4.75)


c. Coeficientul de asimetrie


Se defineste prin raportul dintre componenta omopolara si cea de succesiune directa, raport exprimat în procente

(4.76)

în care:

Ui - reprezinta valoarea eficace a tensiunii de succesiune inversa, pentru frecventa fundamentala a sistemului trifazat de tensiuni

Un . tensiunea nominala, corespunzatoare sistemului de tensiuni, pentru care s-a determinat Ui.


d. Coeficientul de succesiune inversa


Este definit prin raportul dintre componenta de succesiune inversa Yi si ce de succesiune directa Yd, dat de relatia:

(4.77)

e. Coeficientul de succesiune omopolara


Se obtine prin raportarea valorii eficace a componentei omopolare la valoarea nominala, conform relatiei scrise direct pentru tensiunile de faza

(4.78)

având în vedere faptul ca sistemul de tensiuni de linie nu are componenta omopolara.

Valori normate exista numai pentru coeficientul de disimetrie al tensiunilor, pentru care se reglementeaza urmatoarele valori maxime, admisibile;

2% pentru retele de joasa si medie tensiune, precum si în nodul de racord al unei sustatii de tractiune electrica;

1% pentru retelele de înalta tensiune.


4.1.1.9. Valori statistice ale indicatorilor de CCE


Estimarea statistica a indicatorilor de CEE se poate face pe urmatoarele intervale de timp, recomandate:

foarte scurt (TVS), de 3s;



scurt (TSH), de 10 min;

lung (LT), de 1 ora;

de o zi (TD), de 24 ore;

o saptamâna (TWh).

Ca valoare statistica a unui indicator pe oricare din intervalele enumerate se considera media patratica XT a valorilor indicatorului, din intervalul respectiv, calculata cu relatia

(4.79)

în care:

Xj - reprezinta valoarea indicatorului la determinare j;

M - numarul de determinari pe intervalul statistic.


Pentru intervalul de 3s, numarul minim de masuratori este Mmin=1. În ceea ce priveste estimarea efectelor termice ale armonicilor asupra echipamentelor electrice, se recomanda intervale scurte de observatie (TSH).

Din punt de vedere statistic se considera interpretabile urmatoarele valori medii patratice:

Xmax (TVS), reprezentând cea mai mare valoare a mediilor patratice, determinate pe intervale foarte scurte de timp;

Xmax (TSH) - idem, pentru intervale scurte de timp;

XTD (95%), reprezentând valoarea medie patratica u unui indicator în intervalul de o zi, corespunzatoare probabilitatii cumulate de 95%. Cu alte cuvinte, aceasta valoare poate fi depasita probabilistic numai în 5% din intervalele de 3s (Mmin=20);

XTD (99%), determinata asemanator, dar pentru o probabilitate cumulata de 99%. Aceasta poate fi depasita numai în 1% din intervalele de 3s (Mmin=100).



Masuri de îmbunatatire a calitatii energiei furnizate


ântului m/s

 

Fig.4.22 Puterea functie de viteza vântului la Fig.4.23 Puterea masurata in regim de

turbinele eoliene cu controlul palelor functionare continua a turbinelor eoliene cu controlul palelor


Fig.4.24. Puterea functie de viteza vântului la turbinele eoliene cu regulator stall



Fig. 4.25. Fliker-ul de termen scurt al unei turbine eoliene cu viteza fixa si viteza variabila, calculat la diferite viteze de taiere. (Frecventa de taiere are o scara logaritmica)



Fig. 4.28 Flicker-ul de termen scurt calculat la fiecare treizeci de secvente pentru doua turbine eoliene cu viteza fixa si la zece secvente diferite masurate, pentru doua turbine cu viteza variabila.


Dupa cum se vede în Fig.4.28, flickerul de termen scurt variaza cu variatia vîntului de exemplu turbulenta. Nepotrivirea celor doua cai de calcul a flickerului ( devierea punctelor pe linie) este oricum mica. Coeficientul de corelare este r = 0,994.

În conformitate cu comitetul de proiectare a IEC 61400-21 se folosesc urmatoarele ecuatii pentru determinarea contributiei flickerului de la turbinele eoliene conectate într-un punct comun

Pst S = (4.94)

Unde Pst,i este emisia de flicker de la o singura turbina eoliana.



4.2.1.5.Concluzii


Emisiile de flicker sunt produse în timpul functionarii continue a turbinelor eoliene. Flickerul este cauzat de fluctuatiile de putere care în principal provin de la variatia vitezei vîntului, efectului de turn de umbra si proprietatile mecanice ale turbinelor eoliene. Controlul palelor turbinei este limitat de tipul mecanismului.

Metoda pentru masurarea valorii instantanee a flickerului si algoritmul pentru calculul Pst este putin cam complicata. O metoda analitica generala pentru calculul si determinarea flickerului de termen scurt Pst dintr-un set de perturbatii de tensiune nu este posibila.

Comitetul de proiectare a IEC 61400-21 sugereaza ca emisia de flicker de la o singura turbina eoliana poate fi determinata prin masuratori. Masuratorile nu pot fi bazate pe simpla masurare a tensiunii în ideea de a evita masurarea perturbatiilor existente în retea. Metoda propusa pentru evitarea acestei probleme este bazata pe masurarea curentului si a tensiunii. Emisia de flicker de termen scurt a turbinelor eoliene se poate calcula pe o retea de referinta folosind masurarea curentului cu o singura sarcina.

În final , este introdus un coeficient de flicker. Folosirea acestui coeficient face posibil calculul flickerului produs de turbinele eoliene conectate în retea cu o putere arbitrara de scurtcircuit.






Document Info


Accesari: 7595
Apreciat: hand-up

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta


Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site


in pagina web a site-ului tau.




eCoduri.com - coduri postale, contabile, CAEN sau bancare

Politica de confidentialitate




Copyright © Contact (SCRIGROUP Int. 2023 )