Power Quality Monitoring - Felharmonikusok

1. Power Quality Monitoring - Felharmonikusok

2. Herzlich Willkommen! Dipl.-Wirt.-Ing. Michael Faust Product Manager Power Quality andEnergyMeasuremment E-Mail: michael.faust@bender.de Telefon: +49 6401 / 80 72 73

3. Mi ebben a két eszközben közös?

4. Nemlineáris fogyasztók

5. Valójában mit jelent a fogalom: felharmonikusok?

6. Valójában mit jelent a fogalom: felharmonikusok?

7. Valójában mit jelent a fogalom: felharmonikusok? • 50Hz (Alapharmonikus)

8. Valójában mit jelent a fogalom: felharmonikusok? • 50Hz (Alapharmonikus) • 150Hz (3. Harmonikus)

9. Valójában mit jelent a fogalom: felharmonikusok? • 50Hz (Alapharmonikus) • 150Hz (3. Harmonikus) • 250Hz (5. Harmonikus)

10. Valójában mit jelent a fogalom: felharmonikusok? • 50Hz (Alapharmonikus) • 150Hz (3. Harmonikus) • 250Hz (5. Harmonikus) • 350Hz (7. Harmonikus)

11. Valójában mit jelent a fogalom: felharmonikusok? • 50Hz (Alapharmonikus) • 150Hz (3. Harmonikus) • 250Hz (5. Harmonikus) • 350Hz (7. Harmonikus) • ....

12. DIN EN 50160 Feszültség jellemzői nyilvános elektromos hálózatokban Miért problémásabb az áram mint a feszültség?

13. Power Quality jellemzői (kisfeszültség) DIN EN 50160 • Frekvencia • Feszültség effektív értékének változásai • Gyors feszültségszint változások • Flicker erőssége • Tápfeszültség asszimetria • Felharmonikus hányad • Köztes harmonikusok • Feszültség kimaradások • Tápfeszültség letörése és túlfeszültség

14. Minden az áram körül forog ellát Szinusz formájú feszültség nemlineáris terheléseket U I U=R*I + szennyezett áramot okoznak ZS U szennyezettfeszültség jön létre a vonalimpedancián szuperponálódik Torzított hálózati feszültség

15. Felharmonikusok összefoglalása • Elektronikus berendezések terhelőárama természetes módon tartalmaz felharmonikusokat • Ezek a hálózati kapcsolódási ponton hatnak a feszültség minőségére • Az áram okozza a problémákat • A feszültség szolgál mint indikátora Power Quality számára • Áram- és feszültségminőség felügyelete aPEM-mel

16. Példaáramszolgáltatói betáplálás tervezésére • TAB 2007 alacsonyfeszültségű hálózat • (3) A 2. bekezdésben megnevezett okok alapján szükséges a következő berendezések és fogyasztók hálózatra kötése előtt a hálózat üzemeltetőjének előzetes elbírálása és hozzájárulása: • Egyedi készülékek, amelyek névleges teljesítménye nagyobb mint 12 kW • Stb. • 2 fokozatú elbírálás a D-A-CH-szabályzat szerint: • 1. fokozat: hozzávetőlegesen • Zárlati teljesítmény a hálózati kapcsolódási ponton

17. Power Quality:szabványok, haszon? 50160 Fogyasztó Áramszolgáltató

18. Nemlineáris fogyasztók visszahatásai • A szuperponálódó visszahatások problémákhoz vezetnek a hálózaton: • Teljesítmény túlterhelés • Túlmelegedés, hibajelenségek (pl.vibráció) a Berendezésben • Védelmi funkciót ellátó berendezések hibás működése (hibás kioldás stb.) • Összetett hibakeresés • Élettani kihatások a dolgozókra (Flicker => stressz) • Kommunikációs problémák • Folyamatzavarok és kiesések • Korai anyagkifáradás

19. Példa: felharmonikusok hatása L1 L1 L2 L2 L3 L3 N N 0 !

20. Példa: felharmonikusok hatása THD: 77,4% L1 L2 L3

21. Példa: felharmonikusok hatása Neutral 150%ofphasecurrent THD: 77,4% L1 L2 L3

22. Neutralleiterüberlastung • DIN VDE 0100-520: 524.3 Bei mehrphasigen Wechselstromkreisen,[..] darf der Neutralleiter einen kleineren Querschnitt als die Außenleiter haben, wenn die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: – Der zu erwartende maximale Strom einschließlich Oberschwingungen, falls vorhanden, im Neutralleiter ist während des ungestörten Betriebs nicht größer als die Strombelastbarkeit des verringerten Neutralleiterquerschnitts; • DIN VDE 0100-430: 431.2.3 Eine Überlasterfassung muss für den Neutralleiter in einem Drehstromkreis vorgesehen werden, wenn der Anteil der Oberschwingungen des Außenleiterstroms so groß ist, dass zu erwarten ist, dass der Strom im Neutralleiter die Dauerstrombelastbarkeit dieses Leiters übersteigt. Diese Überlasterfassung muss mit der Art des Stromes durch den Neutralleiter übereinstimmen und die Abschaltung der Außenleiter, aber nicht unbedingt des Neutralleiters bewirken. Wenn der Neutralleiter abgeschaltet wird, ... • DIN VDE 0100-520 Beiblatt 3 (2012-10)!

23. A 3. Harmonikus hatásai • N-vezetőtúlterhelése az áram felharmonikus tartalmának 3. harmonikusa által • Kihatások: • 4 aktívvezeték! • N-vezető-túlterhelése közvetlen tűzet okozhat • N-vezető átvezető képességének romlása, megszűnése (tűzfejlődés nélkül) végzetes következményekkel jár a hálózaton működő fogyasztók számára (nyitott csillagpont) • Lehetséges megoldások: • Új, nagyobb keresztmetszetű kábel használata az N-vezető számára • Lekapcsoló védőeszközök utólagos felszerelése – de a 0100-asszabványok figyelembe vételével, amely az eredeti Bender-témához vezet: • Jelzés kapcsolás helyett • N-vezető felügyelete a PEM-mel

24. Teljesítmény tényező=> probléma-jelző? • Teljesítmény tényező

25. Teljesítmény tényező=> probléma-jelző? • Bsp.: • 100V 50Hz • 1A 50Hz • je nach Phasenlage:

26. Teljesítmény tényező=> probléma-jelző? • Különböző frekvenciákon? • Példa: • 100V 50Hz • 1A 150Hz (!) • P = 0 Watt • Független a „fázishelyzettől”

27. Teljesítmény tényező=> probléma-jelző? • Teljesítmény tényező Csak tiszta szinusz formájú jelek esetében igaz! • Teljesítmény tényező eltolási faktor Felharmonikus tartalom esetén!

28. Teljesítmény tényező=> probléma-jelző? • Teljesítmény tényező mint lehetséges jelzője a túlzottan magas felharmonikus tartalomnak • THD ismeretelehetővé teszi a pontosabb analízist • Az egyes harmonikusok részaránya utal az okozóra • Hatások: • Pl.védelmek hibás kioldása (Motorvédelmek, stb.) • Vezetékek túlzott melegedése • Lehetséges megoldások: • Probléma pontos analizálása • Szűrők, szívókörök, stb. • Intézkedések hatékonyságának vizsgálata a PEM-mel

29. Levezető áramok hozzáadása IC IF ID

30. Levezető áramok hozzáadása

31. Levezető áramok hozzáadása

32. Mérés felépítése / kapcsolási rajza PQ PQ PQ PQ PQ

33. Összefoglalás - felharmonikusok • Elektromos berendezések árama felharmonikus tartalommal rendelkezik • ezek • Hatnak a feszültség minőségére • Torzításból eredő teljesítmény veszteséget okoz • Tűzveszélyt jelenthetnek • Hibás védelmi működéshez és így kieséshez vezetnek • Mérni kell a feszültség, terhelő-, valamint a levezetőáram felharmonikus tartalmát. • Ezt a mérést pontos specifikáció alapján kell felépíteni • Sok mérési pontról sok mért értéket kapunk: • Egyszerű, áttekinthető ábrázolás a CP700 rendszerközponton segítségével

34. Power Quality andEnergy Measurement PEM

35. PEM575 – mérhető értékek / funkciók • Harmonikus torzításTHD (63rd) • THD, TOHD, TEHD • Számítás azIEEE und IEC szerint • Teljesítmény tényezőλ (IEEE ésIEC) • Eltolási faktor cos(ϕ) • egyediharmonikus hányad (63.-ig) • 4MB belső tároló • Diagram író funkció • 32 diagram, esemény vezérelt • 256 mintavétel per ciklus • Tranziens felismerés • sag/swell-felismerés • Fázisszög/aszimmetria • 24 konfigurálhatórendelkező jel felügyelet • Csúcsterhelés szükséglet kezelése • Áram, feszültség, frekvencia, látszólagos-, hatásos- und meddőteljesítmény, munka, stb....

37. CP700 - egyszerű

38. CP700 - professzionális

39. CP700 -

40. CP700 - Funkciók • Rendszerközpont • Központi hozzáférési pontérintőképernyős kezelői felülettel • Berendezés áttekintése a helyszínen • Kezelők vezetése a kezelésben • Segítség funkció • Teljes áttekintő kép a PC-böngészőn • Bender készülékek egységes ábrázolása • E-Mail, HTTP-Szerver, Modbus TCP Szerver • Több felhasználós lehetőség • Nincs szükség szoftverés update telepítésre • Testreszabás • Saját mérőhely-megnevezések • virtuálismérőhelyek • Vizualizálás(per drag&drop) • Távkezelhetőség

41. Tájékozódni – de helyesen! „Ne higgyen el mindent, amit az Interneten talál." George Westinghouse, 1908