Page 29 - EI _10_2018_demo

jakość energii elektr
jakość energii elektr ycznejycznej

kompensacja mocy biernej

w środowisku wyższych

harmonicznych

mgr inż. Marta Żurek-Mortka, prof. dr hab. inż. Jerzy Szymański – Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny w Radomiu

apędowe przemienniki często- aktywowany zadaną wartością prą-
Ntliwości z pośrednim napięciem du obciążenia przekształtnika DC/AC,
+DC (PV) silnik
stałym są obecnie powszechnie sto- gdy zostanie przekroczona dopusz- przemysłowa prostownik falownik maszyny
roboczej
trójfazowy
sowanymi odbiorami energii w lokal- czalna wartość współczynnika od- sieć zasilania AC AC DC
nym niskonapięciowym systemie za- kształcenia napięcia transformato- kompensator obwód SK Rys. M. Żurek-Mortka, J. Szymański
DC
harmonicznych h5 h7 h11
silania zakładu. Duże moce dostar- ra THDv. Współczynnik zawartości 5,7,1 1 DC AC
czane do napędowych przemienni- harmonicznych THDv w napięciu fa- THDu napięcia transformatora obciążenia -DC (PV)
1. THDu fazowego
2. prąd
ków częstotliwości są przyczyną po- zowym jest zdefiniowany jak w rów- ładowarki baterii
wstawania harmonicznych prądu, naniu (2):
które mogą uniemożliwiać prawidło- Rys. 1. Napędowy przemiennik częstotliwości z kompensatorem harmonicznych
wą pracę powszechnie stosowanych THDu = ∑  U  2 (2) umożliwiającym sterowanie wartością harmonicznych prądu wprowadza-
N
K
kompensatorów mocy biernej. Na ry- k   U   nych do przemysłowej sieci napięcia przemiennego
1
=2
sunku 1. przedstawiono schemat blo- ogrzewania, układy pompowe, ukła- na zasilać wymiennie z przemysłowej
kowy napędowego przemiennika czę- gdzie: dy klimatyzacji, układy chłodzenia, sieci napięcia przemiennego AC lub
stotliwości dołączonego do sieci zasi- U 1 – harmoniczna podstawowa napię- oświetlenia i inne. Uzależnienie ak- sieci napięcia stałego DC. Do sieci na-
lania z równoległym kompensatorem cia fazowego (międzyfazowego) trans- tywowania pracy filtra od wartości pięcia stałego DC energia jest dostar-
harmonicznych, który zapewnia ogra- formatora (odpowiada za przenosze- współczynnika THDu napięcia trans- czana ze źródeł czystej energii (OZE:
niczenie harmonicznych prądu do nie mocy czynnej do obciążenia), formatora jest tu istotne ze względu np. elektrownie słoneczne i wiatro-
wartości THDi = 10% [1]. Współczyn- U k – kolejne harmoniczne napięcia na oddziaływanie zawartości harmo- we) lub zasobników energii elektrycz-
nik zawartości harmonicznych THDi fazowego (międzyfazowego) trans- nicznych prądu w całkowitym prą- nej (np. baterii klasycznych, VRLA lub
w prądzie fazowym jest zdefiniowa- formatora (odpowiadają za przeno- dzie transformatora na odkształce- baterii litowo-jonowych czy hydroe-
ny jak w równaniu (1). szenie mocy odkształconej). W ob- nia napięcia. Odkształcone napięcie lektrowni). Stosowanie hybrydyzacji
wodach trójfazowych z 6-diodowymi transformatora powoduje przeciąża- zasilania „czystą energią” przekształ-
N I   2 prostownikami wejściowymi wystę- nie centralnego kompensatora mocy tników napędowych poprzez stoso-
THDi = ∑  k  (1)
k=2 I  1  pują jedynie harmoniczne kolejności biernej prądami harmonicznych prze- wanie wydzielonych lokalnych sie-
nieparzystej i niepodzielnej przez 3. pływającymi przez ten kompensator. ci napięcia stałego DC, zdecydowa-
gdzie: Aktywowanie pracy filtra jest tu Odkształcone napięcie transforma-
I 1 – harmoniczna podstawowa prą- uzależnione od zawartości harmo- tora (mierzone współczynnikiem za- streszczenie
du fazowego transformatora (odpo- nicznych w napięciu transformatora wartości harmonicznych napięcia W artykule przedstawiono wyniki kompu‑
wiada za przenoszenie mocy czynnej energetycznego. Indywidualny kom- THDu) powoduje występowanie nie- terowych badań symulacyjnych modelu
do obciążenia), pensator harmonicznych (filtr rezo- pożądanych prądów harmonicznych rezonansowego kompensatora harmo‑
nicznych prądu. System zasilania zawie‑
I k – kolejne harmoniczne prądu fa- nansowy) jest włączany do systemu w całej sieci zasilanej z tego trans- rający napędowe przemiennikami często‑
zowego transformatora (odpowiada- zasilania okresowo. Można także ak- formatora. Nadmiernie odkształco- tliwości jest wyposażony w pojemnoś‑
ciowy kompensator mocy biernej. Efek‑
ją za przenoszenie mocy odkształ- tywować pracę filtra, gdy wymaga- ne napięcia transformatora powodu- tem ubocznym stosowania 6‑pulsowego
conej). W obwodach trójfazowych ne poprawienie warunków pracy cen- ją nieprawidłowe działanie styczni- prostownika diodowego w napędowych
przemiennikach częstotliwości jest po‑
z 6-diodowymi prostownikami wej- tralnego pojemnościowego kompen- ków, sterowników PLC i innych urzą- bór odkształconego prądu z sieci napięcia
przemiennego. W artykule wykazano, że
ściowymi napędowych przemienni- satora mocy biernej i nie jest aktyw- dzeń AKPiA, co zagraża bezpieczeń- znaczący udział harmonicznych w prądzie
ków częstotliwości występują jedynie ny napędowy przemiennik częstotli- stwu lokalnego systemu elektroener- transformatora uniemożliwia poprawną
pracę pojemnościowego kompensatora
harmoniczne kolejności nieparzystej wości. getycznego zakładu przemysłowego. mocy biernej. Dla ograniczenia zawar‑
i niepodzielnej przez 3. Zwykle transformator energetycz- Przekształtnik napędowy przed- tości harmonicznych w prądzie transfor‑
matora zastosowano kompensator 5., 7.,
Przekształtnik zawiera dołączony ny zasila oprócz nieliniowego prze- stawiony na rysunku 1. jest dosto- 11. harmonicznej. Kompensator harmo‑
równolegle do toru zasilania napię- kształtnika napędowego także inne sowany do zasilania hybrydowego nicznych jest dołączany do systemu za‑
silania w zależności od stanu obciążenia
ciem przemiennym filtr rezonanso- liniowe i nieliniowe odbiory ener- z dodatkowej sieci napięcia stałego prostownika wejściowego napędowego
wy harmonicznej: 5., 7. i 11. Filtr jest gii elektrycznej, takie jak: układy DC. Przekształtnik z rysunku 1. moż- przemiennika częstotliwości.

nr 10/2018 www.elektro.info.pl
67