predavanje_04_energetski pretvaraci za kompenzaciju reaktivne energije
TRANSCRIPT
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
1/24
ENERGETSKI PRETVARAI
ZA KOMPENZACIJUREAKTIVNE ENERGIJE
predava: Dr eljko Despotovi
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
2/24
POJAM REAKTIVNE ENERGIJE
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
3/24
REAKTIVNA ELEKTRINAENERGIJA
Reaktivna energija (ili u zapadnoj varijanti: jalova, to plastinijeopisuje njen karakter), sa stanovita fizike je onaj deo ukupneisporuene elektrine energije koji se troi na uspostavljanje iodravanje magnetnog polja u elektrinim mainama.
Odavde je jasno da su najvei potroai reaktivne energijeelektromotori i transformatori.
Svoje ime reaktivna energija je dobila zbog injenice da njenapotronja ne doprinosi aktivnoj odnosno korisnoj snazi, ali bezpotronje reaktivne energije elektrina maina ne bi ni mogla daradi.
Strogo govorei reaktivna energija je mnogo iri pojam i javlja sei kod potroaa kao to su: frekventni regulatori, soft starteri,jednosmerni pogoni, ispravljai, itd.
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
4/24
REAKTIVNA ENERGIJA-problemiI) PRIMER: TIPIAN cos=0.8 za ASINHRONE MOTORE, MOTOR SNAGE npr.10kW,
svakog sata utroi 10kWh aktivne energije i 7.5kVArh reaktivne energije 10kW sepretvori u rad, dok se 7.5kVAr se utroi da bi se izvrila magnetizacija polova motora(krajnji potroa nema nikakvu direktnu korist od ove energije a mora de je plati!!!!!!)
II) REAKTIVNA ENERGIJA MORA DA SE TRANSPORTUJE OD MESTA PROIZVODNJE(GENERATOR-TRANSFORMATOR-VOD-POTROA) I ZAUZIMA KAPACITET KABLA(Za pomenuti motor od 10kW struja koja potie od aktivne energije iznosi oko 25A, a odreaktivne energije oko 19A, tako da ukupno kroz napojni vod protie oko 45A i doprinosipoveanju otpornih gubitaka u vodu i njegovo grejanje). Posledice zagrevanja voda(kabla) su vei pad napona koji raste sa njegovom duinom.
Potreban presek provodnikaako je potroa u potpunosti
kompenzovan- cos=1
Prisustvo reaktivne komponente(crvena boja) je zauzela oko 40%potrebnog kapaciteta- cos=0.8
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
5/24
SNAGA POTROAA NAIZMENINE STRUJE
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
6/24
AKTIVNA SNAGA
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
7/24
REAKTIVNA SNAGA
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
8/24
PRIVIDNA SNAGA
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
9/24
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
10/24
KOMPENZACIJA REAKTIVNEENERGIJE
Pod kompenzacijom reaktivne energije podrazumevase instalacija opreme koja generie reaktivnu energijuna mestu montae i time kompenzuje potronjureaktivne energije u pogonu.Ovim se drastino smanjuje koliina preuzete
reaktivne energije iz mree, a time i rauni za utroenureaktivnu energiju.Trokovi za reaktivnu energiju tipino ine oko 15 %ukupnog rauna za elektrinu energiju.
Kompenzacijom reaktivne snage ova kompletnastavka bi trebalo da bude skoro potpuno eliminisana.Cene opreme za kompenzaciju su takve da se ovainvesticija isplati u roku od 6 meseci do 2 godine.
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
11/24
ZATO JE POTREBNO IZVRITIKOMPENZACIJU REAKTIVNEENERGIJE? ?
DOBIT ZA POTROAA: Potroai koji u svom raunu imaju stavku za reaktivnuenergiju imaju direktnu finansijsku dobit (nakon izvrene kompenzacije reaktivneenergije iz rauna se eliminie stavka koja se odnosi na reaktivnu energiju ili se
znaajno umanjuje). Uloeni novac za kompenzaciju reaktivne energije se vraa uperiodu eksploatacije od 10-30 puta.
DOBIT ZA EES: Kompenzacijom reaktivne energije se smanjuje ukupna struja umrei za vrednost reaktivne struje, smanjuje se optereenje transformatora,
poveava se stabilnost elektroenergetskog sistema (EES), sigurnost snabdevanjapotroaa i na kraju smanjenje tehnikih gubitaka aktivne energije u celom EES-u).
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
12/24
FAZORSKI DIJAGRAM OPTEREENJA
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
13/24
TIPOVI KOMPENZACIJE REAKTIVNEENERGIJE
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
14/24
TIPOVI KOMPENZACIJE REAKTIVNE
ENERGIJE
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
15/24
FAKTORI SNAGE ZA NEKEKARAKTERISTINE POTROAE
Potroa Faktor snage Elektromotor 0.85-0.93
Fluorescentne cevi 0.50-0.90
Ispravljai 0.70-0.90 Indukcione pei 0.60-0.80
Prese za plastiku 0.70-0.90
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
16/24
STEPENASTI REGULATORIREAKTIVNE ENERGIJE
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
17/24
KONDENZATORSKI KONTAKTORI
Kondenzatorski kontaktori ukljuuju i
iskljuuju kondenzatorske baterije kojeimaju male induktivnosti i male gubitke
PRIGUNI OTPORI se ukljuujuneposredno pre ukljuenja
kondenzatorskih baterija, da bise smanjile struje ukljuenja ispd 70In.
OSIGURAI za kondezatorskebaterije su vrednosti 1.6In....2.5In
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
18/24
TIRISTORSKI REGULATORIREAKTIVNE ENERGIJE
U sluaju da su dnevne promene induktivne komponente struje velike, paralelnooptereenju se moe prikljuiti fiksna baterija kondenzatora dovoljno velikekapacitivnosti, tako da se potroa zajedno sa baterijom kondenzatora premamrei ponaa kao otporno-kapacitivno optereenje.
Zatim se paralelno sa baterijom kondenzatora vezuje induktivno optereen fazniregulator pomou koga se faktor snage podeava na maksimalnu vrednost.
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
19/24
TIRISTORSKI FAZNI REGULATOR SA
INDUKTIVNIM OPTEREENJEM
=t
L dttUL
ti
/
sin21
)(
)cos(cos21
)cos(21
sin21
xUL
xUL
dxxUL
ix
x
L ===
)cos(cos21
)( tUL
tiL
= t2
2/
osnovni harmonik struje - i1
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
20/24
IZRAUNAVANJE FEKTIVNE VREDNOST
STRUJE PRVOG HARMONIKA
[ ] xdxxLU
xdxxiA coscoscos24
cos)(1
2
0
1 ==
Amplituda osnovnog harmonika struje
+=
2
2sin1
221
L
UA
+==
2
2sin1
2
2
1
1L
UA
I
Efektivna vrednost struje prvog harmonika
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
21/24
TA JE SAVIIM HARMONICIMA???
=
2
0
cos)(1
kxdxxiAk
Amplitude struja viih harmonika
)1(
sincoscossin242
=
kk
kkk
L
UAk
Sadraj harmonika u struji kod monofaznog tiristorskog regulatora sa induktivnim optereenjem
Neeljena harmonijska izoblienjapotiu uglavnom od treeg harmonikakoji ima maksimalnu vrednost za
0120=
L
U
L
UAA MAX
2138.0
4
3233 ===
L
U
L
UA
IMAX
=== 138.04
3
2
3
3
EFEKTIVNA VREDNOST TREEG HARMONIKA
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
22/24
TIRISTORSKI REGULATOR kao ekvivalent
PROMENLJIVOJ PRIGUNICI
Ako se posmatra osnovni harmonik struje, uoava se da se faznitiristorski regulator sa isto induktivnim optereenjem ponaa prema
mrei, kao prigunica promenljive induktivnosti. Promenom faznog ugla u opsegu 2/
induktivnost prigunice se moe podeavati u opsegu od
LMIN do beskonane vrednosti, odnosno +LLMIN
UKUPNA TROFAZNA SNAGA KOMPENZATORA je jednaka:
2/
+===
2
2sin1
633
2
11 llf UL
IUIUQ
gde je za spregu tiristorskog regulatora u trougaolf UU =
tj. efektivne vrednosti faznog i linijskog napona su jednake i iznose 380V(400V)
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
23/24
TIRISTORSKI REGULATOR kao ekvivalent
PROMENLJIVOJ PRIGUNICI
-
7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije
24/24
TIRISTORSKI KOMPENZATOR SA
PROIRENIM OPSEGOM UGLA PALJENJA
U sluaju ove konfiguracije faznog regulatoraugao paljenja tiristora se moe menjati u punom
opsegu: 0
Stoga je ova konfiguracija povoljnija u odnosu nakonfiguraciju sa antiparalelnom vezom tiristora kod
koje je opseg regulacije bio u intervalu:
2/Efektivna vrednost struje osnovnog harmonika je ista ko i kod faznog regulatora sa
antiparalelnom vezom tiristora:
+==
2
2sin1
2
2
1
1L
UAI 0