Hahn András: Fe lharmonikusok hatása a kis- és középfeszültségű elosztóhálózaton

1. Budapesti Műszaki Főiskola Kandó Kálmán Villamosmérnöki Főiskolai Kar Villamosenergetikai Intézet Hahn András:Felharmonikusok hatása a kis- és középfeszültségű elosztóhálózaton Eger, 2005. augusztus25.

2. A felharmonikusok THDI < 10% NORMÁL THDU<5% 10% < THDI < 50% JELENTŐS 5% <THDU<8% THDI > 50% NAGY THDU> 8% • Szinsztól eltérő, periodikus jel  Fourier-transzformáció • Leíró jellemzők:

3. Források • Nemlineáris fogyasztók keltik: • ipari fogyasztók: • tirisztoros vezérlések • frekvenciaváltók • UPS • stb. • lakossági fogyasztók: • KÜT • szórakoztató elektronikai berendezések • elektronikus előtétű fénycsövek • UPS • stb.

4. Nemlineáris fogyasztó leképzése

5. Tipikus fogyasztók

6. Felharmonikusok hatása • hőmérsékletemelkedés vezetőkben, készülékekben • nullavezető- • transzformátorok- • kondenzátortelepek túlterhelése • vezetők túlmelegedése (szkinhatás) • rezonancia • feszültségtorzítás • méréstechnikai problémák • Megszakítók nem kívánt kioldása • egyéb

7. Felharmonikusok hatása 1.- hőmérsékletemelkedés vezetőkben, készülékekben - • nullavezető: • 3n harmonikusok  háromszoros hatás • transzformátor: • 3n harmonikusok frekvenciától (rendszámtól) függ!!! • kondenzátortelepek: • vezetők túlmelegedése, szkinhatás:

8. Felharmonikusok hatása 2. • rezonancia: • feszültségtorzítás: • megszakítók nem kívánt kioldása: • nagy áramcsúcsok • bizonytalan nullátmenet

9. Felharmonikusok hatása 3.- méréstechnikai problémák 1. -

10. Felharmonikusok hatása 3.- méréstechnikai problémák 2. - • kcs1,41; kf1,11 felharmonikusokkal szenyezett jelekre • Egyeniráynítós Deprez, hagyományos DMM: hibás algoritmus • Lágyvasas: vas telítődése, hibás méréshatár • Elektrodinamikus: hibás méréshatár • Egyetlen megoldás: T-RMS(megfelelő nagyságú mintavéte-lezésmellett)

11. Felharmonikusok elleni védekezés • Lineáris és nemlineáris fogyasztók különválasztása • szűrők alkalmazása • passzív • aktív • speciális transzformátortekercselések alkalmazása • delta, zegzug • tekercselés + óraszám • fogyasztók “hálózatbaráttá” tétele • nullavezető helyes méretezése, védelemmel való ellátása (szabvány)

12. Fogyasztók “hálózatbaráttá tétele” Horváth Miklós - dr. Borka József (MTA-SZTAKI) • fogyasztó ohmosnak látszódjon a hálózat felől • pre-converterek • drágább • műszaki problémák • egyéni intézkedések nem jelentenek átfogó megoldást • egyenfeszültségen, energiatároló közbeiktatásával a szünetmentes ellátás biztosítható • megújuló-energiatermelők könnyen illeszthetők • kivitelezési problémák • újfajta elosztórendszer

13. Harmonikusok a hazai és nemzetközi jogszabályozásban • MSZ EN 50160: A közcélú elosztóhálózatokon szolgál-tatott villamos energia feszültségjellemzői. • MSZ EN 61000-3-2: Elektromágneses összeférhetőség (EMC). 3. rész: Határértékek. 2. főfejezet: Felharmonikus áramok kibocsátási határértékei (fázisonkénti 16 A bemenő áramerősséget meg nem haladó berendezésre) • IEC 60364-5-52 D melléklet: itt találhatóak a nullvezető méretezésre vonatkozó előírások.

14. MSZ EN 50160 Kis- és középfeszültségű készülékekre, THD=8%

15. MSZ EN 61000-3-2 Kisfeszültségű készülékekre, THD-ra nincs érték

16. Harmonikusok és a villamosenergia elszámolása • 2004 VEI • Helyszíni mérések • Fogyasztásmérők vizsgálata • Helyszíni mérések nagy felharmonikus tartalmat mutatnak (esetenként a harmadik felharmonikus eléri a 80%-ot) • Visszafele folyó harmonikus áramok fékezik a mérőket • Hogyan mérjenek?

17. Következtetések • radikális fellépés (Horváth - dr. Borka) • felharmonikus áramok kibocsátási értékét korlátozó szabvány kiterjesztése 16A<Ibe és 1kV<Un<35kV készülékekre • THD áramfelharmonikusokra is • fogyasztásmérők problematikájának tisztázása • helyes méretezés és kiválasztás

18. Konzulensek Horváth Miklós (tudományos munkatárs, MTA-SZTAKI) dr. Novothny Ferenc PhD (főiskolai tanár,BMF-Kandó) dr. Morva György (főiskolai tanár, BMF-Kandó)

19. Köszönöm a figyelmet! Hahn András (BMF-KVK) e-mail: hahn.andras@hu.inter.net hahn.andras@vei.obuda.kando.hu