Autor: Araceli Hernan Bayo ¡ndez
Quelle: Handbook of Power Quality Herausgegeben von Angelo Baggin, John Wiley & Sons, Ltd
1.0) Auswertung des Zusammenhangs von einem Drei-PHASE WELDING MACHINE
Dieses Beispiel zeigt eine Studie von Flimmern Vorhersage auf vereinfachte Schätzverfahren orientiert Auswertung des Anschließen eines neuen schwankenden Belastung an ein bestehendes Netzwerk basierend.
Abbildung 1 zeigt das Diagramm und die Daten der 15 kV speisenden Netz. Eine industrielle Kunden mit einem großen Schweißer (als W1 in Abbildung 1) hat beantragt, den Anschluss eines zusätzlichen Schweißmaschine die Produktionskapazität zu erhöhen. Das Ziel der Studie ist es, für die Verbindung dieser neuen Last unter Berücksichtigung entscheiden, dass die Pst Planungsebene des Nutzens für MV-Systeme ist 0.9.
Wie beobachtet werden kann, die MV Line Zuführung der Störer-Client wird auch füttern andere Lasten (Verbraucher 2) das sind Wohn-und Bürogebäude Verbraucher als nicht-Störer angesehen (d. h.. als nicht-schwankenden Belastungen). Verbraucher 1, verbunden, an dem Punkt, als PCC angegeben1, hat auch nicht wechselnden Belastungen.
Unterschiedliche Flickermessungen wurden durchgeführt, um die Hintergrund-Niveaus Flimmern bei PCC identifizieren2 und das Flackern Beitrag der bereits in Betrieb Schweißer 1. Durch diese Messungen, Es wurde beobachtet, dass, Wenn Schweißer 1 nicht arbeitet, Hintergrund kurzfristige Flickerstärke bei PCC2 ist 0.30. Wenn Schweißer 1 läuft, das Flimmern Schweregrad bei PCC2 ist 0.67.
Abbildung 1 Schematische Darstellung des speisenden Netzes unter Studie
Die neue Schweißmaschine, dessen Verbindung zu untersuchenden hat die folgenden Eigenschaften:
- Die Leistung während der Schmelzphase des Schweißvorganges absorbiert erreichen 1800 kVA mit einem Leistungsfaktor von 0.85. Die Leistung während zwei Schweißperioden absorbiert ist vernachlässigbar.
- Die Verweilzeit ist 1.5 s und die Wiederholzeit ist 3 s; dh, Schweißperioden letzten 1.5 s und werden gefolgt von 1.5 s der Leerlauf. Deshalb, 20 Schweißoperationen werden pro Minute durchgeführt, was bedeuten würde, 40 Spannungsänderungen pro Minute.
Das Tastverhältnis der beiden Schweißgeräte etwa 30 Minuten pro Stunde. Deshalb, diese Studie auf der Analyse der kurzfristigen Flickerstärke konzentrieren, Pst, es wird ein stärkeres Erfordernis als P seinlt.
Die Studie wird in den folgenden Schritten organisiert:
- Berechnung der Flickerstärke verursacht bei PCC2 durch Schweißmaschine 1.
- Berechnung der Spannungsänderung am PCC verursacht2 durch die Verbindung des Schweißgerätes in Untersuchung (ZU2).
- Die Einschätzung der Flickerstärke verursacht bei PCC2 durch Schweißmaschine 2.
- Summation der Pst verursacht bei PCC2 durch den gleichzeitigen Betrieb der beiden Maschinen.
- Analyse der Lösungen.
1.1) Flicker Schweregrad bei PCC verursacht2 von Welding Machine 1
Der Pst Ebene durch die einzelnen Betrieb Schweißer verursacht 1 kann mittels der Messungen bei PCC durchgeführt abschätzbar2 wenn das Schweißgerät arbeitet, PstPCC2–mit–W1, und wenn der Schweißer nicht funktioniert, PstPCC2–ohne–W1. Unter der Annahme, dass die Störung durch den Schweißer und die Störung durch die Hintergrundpegel eingeführt erstellt unabhängigen Störungen sind, eine kubische Summation Gesetz kann verwendet werden, um diese Einschätzung zu machen:
Pst1 ist die Flickerstärke Beitrag der Schweißer 1 der globalen Pst Pegel am Punkt der Verbindung PCC2.
1.2) Spannung durch das neue Welder verursacht
Vor der Berechnung der Spannungsänderung durch den Betrieb der Schweißmaschine verursacht, es ist notwendig, den Quell-Impedanz an dem Verknüpfungspunkt dieses Gerätes zu bestimmen. Dies wird mittels der folgenden Berechnungen gemacht:
â € ¢ Quellimpedanz. Wie in Abbildung C5.1 angedeutet, der Kurzschluss Leistung des Netzes in 66 kV ist 600 MVA. Deshalb, die Quellenimpedanz auf das exprimierte 15 kV Seite ist
Ein Verhältnis von 30 wird zwischen der reaktiven und der resistiven Teil der Quellimpedanz auszugehen. Deshalb, die komplexe Form der Quellenimpedanz
â € ¢ HV / MV Transformatorimpedanz. Der Transformator hat eine Nennleistung von 50 MVA, eine induktive Impedanz von 10 % und eine resistive Impedanz 0.8 %. Deshalb ist die Impedanz-Transformator wird berechnet als
â € ¢ MV Leitungsimpedanz. Der Widerstand des unterirdischen Kabel ist MV 0.125 i / km und die Reaktanz 0.104 i / km. Die Länge der Leitung ist 2.5 km. Deshalb, die komplexe Impedanz dieser Linie ist
Deshalb, die gesamte Impedanz bei PCC2 ist
Dieser Wert bedeutet, dass ein Kurzschluss Leistung von ca. 200 MVA ist PCC verfügbar2. Die analysierte zusätzliche Schweißer verursacht Leistungsschwankungen der 1800 kVA, die stellen 0.9 % dieser Kurzschlussleistung. Dies ist ein Wert, der hoch genug ist, um eine detaillierte Auswertung der Flickeremissionsbestimmung Ebenen erfordern eingeführt durch diese zusätzliche Belastung. Bei dieser Rate von Spannungsschwankungen pro Minute, Technical Report IEC 61000-3-7 schlägt ein Verhältnis von 0.2 % zwischen der Leistungsabweichung der Last und der Kurzschluss-Strom für die Genehmigung des Anschluss des Verbrauchers an eine MV-System ohne weitere Analyse.
Wirk-und Blindleistung Variationen (!P und !Q) hervorgerufen durch die zusätzliche Schweißmaschine kann unter Ausnutzung seiner bekannten Eigenschaften berechnet werden, nämlich die Scheinleistung Variation (1800 kVA) und der Leistungsfaktor (0.85). Die Spannungsänderung durch Schweißen Maschine produziert 2 bei PCC2 kann durch Anwenden der Gleichung berechnet werden (5.12) folgendermaßen:
1.3) Die Einschätzung der Flickerstärke durch Schweißen Maschine verursacht 2
Die Wiederholungsrate der Spannungsänderungen durch die Schweißmaschine verursachte, als Previa-tig angegeben, 40 Spannungsänderungen pro Minute. Die Eingabe dieses Wertes in der Schwere-Kurve (Abbildung C5.2) für rechteckige Schritte erzeugt auf der Ordinate die Spannungsänderung ddie â ‰ 0,9 (%) was dazu führt, PIch bin= 1.
Abbildung 2 Rechteckige Spannungsänderung für Pst = 1
Unter Berücksichtigung, dass die kurzfristigen Flickerstärke ein linearer Parameter in Bezug auf die Größe der Spannung, die Änderung verursacht es ist, die erwartete Pst2 verursacht durch den individuellen Beitrag des Schweißers 2 für die Spannungsänderung berechnet (C5.9) ist
Der erwartete Pst Außerdem können mit Hilfe der analytischen Ansatzes in der Publikation IEC vorgelegt berechnet werden 61000-3-3 [1] Das war im Abschnitt diskutiert 3.3. Diese Methode basiert auf der Berechnung des Flicker zeitbasierte, tf, mittels des folgenden Ausdrucks:
In diesem Fall, Da Spannungsänderungen sind rechteckig, Faktor F ist eine Einheit. Deshalb
tf = 23 07132 = 0769 s (C5.12) deren Fehlen
Pst wird durch Summieren aller Zeiten bestimmt das Flackern, tf, innen ein 10 min Zeitintervall, Tp. Man bedenkt, dass 40 Spannungsänderungen auftreten pro Minute, d. h..
der Wert von Pst2 berechnet mit Hilfe dieser Methode ist sehr nah an dem Wert mittels der Flickerkurve erhalten zu schließen, obwohl eine leichte Unterschied scheint zwischen ihnen. Dieser Unterschied kann durch eingedenk verstanden werden, dass beide Ansätze, obwohl die Bereitstellung angemessener Schätzungen, auf Vereinfachungen.
1.4) Pst Bedingt durch den gleichzeitigen Betrieb beider Maschinen
Zur Erzielung der gesamten Flickerstärke am Punkt PCC2, der individuelle Beitrag jedes störende Belastung mit diesem Punkt verbunden (Pst1 und Pst2) zusammen mit dem Hintergrund-Level Flimmern (PstPCC1–ohne–W1), berücksichtigt werden.
Deshalb, vorausgesetzt, dass der Betrieb beider Schweißer unkorreliert ist, die Summe Recht im Abschnitt 5.3.3 kann mit einem Koeffizienten m = angewendet werden 3. Diese Annahme ignoriert die schweren Flimmern, das aus dem Zusammentreffen von Schritten führen würde aus verschiedenen Schweißern. In diesem Fall, da das Schweißen Zyklen dauern 3 s, dies kann eine akzeptable Annahme sein. Deshalb, die globale Flimmern Emission bei PCC2 gleich
Dieser Wert übersteigt den Nutzen Planungsebene (Pst = 0.9) und, deshalb, es ist nicht tolerierbar. Die Verbindung des weiteren Schweißgerät Maschine ist inakzeptabel, es sei denn, Lärmschutzmaßnahmen bereitgestellt werden.
1.5) Analyse der Lösungen
Eine mögliche Lösung besteht darin, einen Kompensator Gerät zu installieren, um das Flackern Emission von den Schweißern zu reduzieren. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Kurzschluss-Strom an der Stelle der Verbindung der Schweißer Verstärkung durch den Bau einer neuen Zeile. Obwohl dies eine teure Lösung sein, die technische Analyse präsentiert next zeigt die Verbesserung mittels dieser Lösung erreicht.
Wenn ein neues Erdkabel, identisch mit dem bereits vorhandenen, wird parallel dazu zwischen PCC verbunden1 und PCC2, der Kurzschluss Leistung bei PCC2 erhöht wird. Die neue Impedanz der äquivalenten parallelen beider Linien
Deshalb, die neue Gesamt-Impedanz bei PCC2 ist
Die verfügbaren Kurzschlussleistung am PCC2 ist jetzt 230 MVA.
Beide Schweißer haben einen Leistungsfaktor von 0.85 in den Schweißperioden. Deshalb, in Anbetracht (C5.9), das Verhältnis zwischen den Spannungsänderungen in dieser neuen Netzwerkkonfiguration verursacht und der vorhergehende
Dieses Ergebnis impliziert, dass in dieser neuen Situation, die Pst Ebene durch die einzelnen contriÂ-teilung jedes Schweißgerät verursacht wird durch ein Verhältnis verringert werden 0.77. Unter der Annahme, dass die Verbraucher 2 verbunden, an PCC2 ein Nicht-Störer Verbrauchers, Hintergrund flimmern Ebene bestehenden PCC2 von der stromaufwärtigen Spannungspegel ausbreitet und, deshalb, es wird nicht durch die Zugabe der neuen Zeile geändert. Deshalb, der neue Wert des Flickerstärke ist
Der Pst Ebene durch die Anwendung dieser Lösung erhalten wird, ist unter der Planungsebene, so ist dieser Vorschlag akzeptabel. Es ist wichtig anzumerken, dass diese Analyse vorgenommen wird unter Verwendung der Annahme, dass die Schweißer nur die wechselnden Belastungen am MV Sammelschienen verbunden sind.
Ein alternativer Ansatz zur Ermittlung der einzelnen Grenzwerte dieser Schweißer könnte man auf die Berechnung des Quotienten zwischen ihrer Nennleistung und der Gesamtleistung der Lasten direkt an das MS-Netz zugeführt beruhen. Bei einer solchen Analyse, die gesamte Flimmern akzeptablen Niveau bei PCC2 sollte zwischen allen angeschlossenen Lasten im Verhältnis zu ihrer Nennleistung geteilt werden.2
Dennoch, in der Situation in dieser Fallstudie analysiert, Seit Verbraucher 1 und Verbraucher 2 sind nicht schwankenden Belastungen, diese Art von Ansatz wäre Platz sehr enge Grenzen geben für den störenden Lasten imposanten Flimmern Ebenen unnötig weit unter den Planungsebenen. Deshalb, unter diesen Umständen, eine flexiblere Methode zur Beurteilung der individuellen Grenzen angewendet wurde, obwohl es bequem zu bedenken, dass künftige Regelungen oder Änderungen an den Flicker Beiträge der angeschlossenen Kunden sollten sorgfältig analysiert. Das Bewertungskriterium ist als "Stage 3" im Rahmen des Technical Report IEC bekannt 61000-3-7.
2.0) Flickermessungen in einem Lichtbogenofen INSTALLATION
Lichtbogenöfen sind sehr schwankende Lasten, die stochastische Flimmern erzeugen. Die zufällige Natur von Spannungsschwankungen durch Lichtbogenöfen verursacht erschwert die Verwendung von vereinfachten Flimmern Vorhersagemethoden. Eine Messkampagne ist eine genauere Weg zu flackern die durch diese Art der Belastung produziert beurteilen.
Diese Fallstudie zeigt die Plt Messungen, die über mehrere Tage wurden im Lichtbogenofen Installation durchgeführt in Abbildung dargestellten 3. Diese Installation ist an einen 110 kV-Netz durch einen Dreiwicklungstransformators dessen Daten in Abbildung angedeutet 3. Die Flicker-Messungen wurden über mehrere Tage auf der MS-Seite durchgeführt.
Abbildung 4, Abbildung 5 und Abbildung 6 zeigen die Entwicklung der Plt in Phase A, B und C, beziehungsweise, gemessen an der MV-Schiene.
Tabelle 1 zeigt die wichtigsten Statistiken der Plt -Werte bei drei Phasen über eine Woche gemessen.
Der Plt verursacht bei Bussen stromaufwärts in einem Gitter gegenseitig auf die zunehmende Kurzschlussleistung reduziert. Nach den Reaktanzwerte Prozent des Transformators dieser Installation, die verfügbare Kurzschlussleistung auf der MV Seite, wo die Messungen durchgeführt wurden,, etwa 20 mal niedriger ist als die Kurzschluss-Strom auf der Hochspannungsseite des Transformators. Deshalb, eine Verringerung der Flicker-Ebene Emission des Lichtbogenofens mit einem Verhältnis von 20 kann auf der HV-Seite mit Bezug auf die Werte in der Tabelle angegeben C5.1 erwarten. Diese Situation führt zu akzeptablen Flackern Ebenen in der PCC.
Abbildung 3 Schematische Darstellung des Lichtbogenofens Installation
Abbildung 4 Plt Evolution (Phase A) bei der MV-Bus der Lichtbogenofenanlage (Mit freundlicher Genehmigung von Prof. Zbigniew Hanzelka)
- Abbildung 5 Plt Evolution (Phase B) bei der MV-Bus der Lichtbogenofenanlage (Mit freundlicher Genehmigung von Prof. Zbigniew Hanzelka)
- Abbildung 6 Plt Evolution (Phase C) bei der MV-Bus der Lichtbogenofenanlage (Mit freundlicher Genehmigung von Prof. Zbigniew Hanzelka)
Tabelle 1 Statistik der gemessenen Plt Werte