Διασύνδεση ΔΠ στο Δίκτυο Διανομής

1

Διασύνδεση ΔΠ στο Δίκτυο Διανομής

Η λειτουργία ενός ηλεκτρικού δικτύου ελέγχεται από συσκευές προστασίας και ρύθμισης της τάσης, που έχουν σκοπό• την παροχή προς τους καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας αποδεκτής ποιότητας• την ελαχιστοποίηση του αριθμού των σφαλμάτων, και• την προσφορά υψηλού επιπέδου ασφάλειας

Η σύνδεση στο δίκτυο μονάδων παραγωγής πρέπει να συμβαδίζει με αυτές τις γενικές αρχές, ώστε• να μην προκαλούνται ενοχλήσεις στους λοιπούς καταναλωτές και• να υπάρχει συμβατότητα μεταξύ του δικτύου διανομής και των εγκαταστάσεων των παραγωγών

2

Βασικά κριτήρια και προϋποθέσεις που εξετάζονται προκειμένου να επιτραπεί η σύνδεση νέων εγκαταστάσεων ΔΠ στο δίκτυο ΧΤ και ΜΤ είναι τα εξής:Συμβολή στη στάθμη βραχυκύκλωσηςΛόγος βραχυκύκλωσηςΑργές μεταβολές της τάσης (στη στάσιμη κατάσταση)Ταχείες μεταβολές της τάσηςΕκπομπές flickerΕκπομπές αρμονικώνΑπομονωμένη λειτουργία (νησιδοποίηση)Επάρκεια του δικτύουΔιαμόρφωση των προστασιών της διασύνδεσης ΔΠ-δικτύουΕπίπτωση στη λειτουργία συστημάτων Τηλεχειρισμού Ακουστικής Συχνότητας

Βασικές προϋποθέσεις διασύνδεσης

3

Σχετικά πρότυπα και προδιαγραφές

Τα κριτήρια και οι προϋποθέσεις διασύνδεσης στηρίζονται κατά κύριο λόγο στα εξήςδιεθνή και ελληνικά πρότυπα και οδηγίες:

EN 50160-2000 Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems

ΕΛΟΤ EN 50160:1995 Χαρακτηριστικά της Τάσης που παρέχεται από τα δημόσια δίκτυα διανομής

Οδηγία Διανομής Νο 120 της ΔΕΗ «Τεχνικές Προδιαγραφές για τη Σύνδεση Παραγωγών στα Δίκτυα Διανομής»

και στη σειρά προτύπων 61000 του ΕΛΟΤ και της IEC για ηλεκτρομαγνητικήσυμβατότητα (electromagnetic compatibility)

4

Σημείο Σύνδεσης στο Δίκτυο (ΣΣΔ) - Connection Point (CP)Είναι το σημείο του δικτύου ΜΤ ή ΧΤ όπου συνδέονται οι εγκαταστάσεις του παραγωγού και βρίσκεται πάντοτε στην έξοδο των εγκαταστάσεων αυτώνΣτο ΣΣΔ εγκαθίσταται η διάταξη μέτρησης της ενέργειας την οποία απορροφούν ή αποδίδουν οι εγκαταστάσεις του παραγωγούΣημείο Κοινής Σύνδεσης (ΣΚΣ) - Point of Common Coupling (PCC)Είναι το πλησιέστερο προς τις εγκαταστάσεις του παραγωγού σημείο του δικτύου, στο οποίο συνδέεται (ή μπορεί να συνδεθεί μελλοντικά) άλλος καταναλωτής ή παραγωγόςΤο ΣΚΣ αποτελεί το σημείο αναφοράς για τον προσδιορισμό των προκαλούμενων επιπτώσεων στο δίκτυο από την εγκατάσταση παραγωγής

Γενικά, το ΣΣΔ και το ΣΚΣ μπορεί να είναι διαφορετικάΠ.χ. στην περίπτωση παραγωγών οι οποίοι συνδέονται μέσω αποκλειστικής γραμμής, το ΣΣΔ βρίσκεται στο πλησιέστερο προς τον παραγωγό άκρο της

γραμμής, ενώ το ΣΚΣ μπορεί να ληφθεί στο άλλο άκρο της γραμμής

Ορισμοί – βασικές έννοιες

5

Σημείο Σύνδεσης στο Δίκτυο ΣΣΔ(Connection Point, CP) καιΣημείο Κοινής Σύνδεσης ΣΚΣ(Point of Common Coupling PCC)για μια τυπική περίπτωση σύνδεσης παραγωγού στο δίκτυο ΜΤ


6

Σημείο μεταβίβασης ευθύνηςΕίναι το σημείο του δικτύου που αποτελεί το όριο διαχωρισμού αρμοδιοτήτων και ευθύνης μεταξύ ΔΕΗ και παραγωγούΣυνήθως είναι οι ακροδέκτες των Μ/Σ εντάσεως της μέτρησης προς την πλευρά του παραγωγούΑυτόματος Διακόπτης Διασύνδεσης (ΑΔΔ)Είναι το στοιχείο εκείνο που επιτρέπει τη ζεύξη ή απόζευξη των εγκαταστάσεων παραγωγής από το δίκτυοΕγκατάσταση Παραγωγής (Α)Είναι ένα τμήμα εγκατάστασης στο οποίο υπάρχουν μία ή περισσότερες μονάδες γεννητριών για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων και όλων των απαιτουμένων για τη λειτουργία τους ηλεκτρικών διατάξεων και συσκευώνΜια εγκατάσταση είναι δυνατό να αποτελείται αποκλειστικά από μια εγκατάσταση παραγωγής ή να περιλαμβάνει και φορτίαΜαθηματικά σύμβολα αναφερόμενα στην εγκατάσταση παραγωγής περιέχουν τον δείκτη “Α”


7

Μοναδιαία εγκατάσταση (Ε)Το τμήμα εγκατάστασης παραγωγής που περιλαμβάνει μία μονάδα γεννήτριας, συμπεριλαμβανομένων και όλων των απαιτούμενων για τη λειτουργία της ηλεκτρικών διατάξεων και συσκευώνΌριο της μοναδιαίας εγκατάστασης είναι το σημείο στο οποίο είναι συνδεδεμένη με άλλη μοναδιαία εγκατάσταση ή με την υπόλοιπη εγκατάσταση ή με το δημόσιο δίκτυοΗ εγκατάσταση παραγωγής είναι δυνατό να αποτελείται αποκλειστικά από μία μοναδιαία εγκατάστασηΜαθηματικά σύμβολα αναφερόμενα σε μία μοναδιαία εγκατάσταση περιέχουν τον δείκτη “Ε”Μονάδα Γεννήτριας (G)Το τμήμα μιας μοναδιαίας εγκατάστασης το οποίο παράγει ενέργεια,συμπεριλαμβανομένου και του μετατροπέα ισχύος εάν υπάρχει, αλλά χωρίς μετασχηματιστή προσαρμογής στην τάση του δικτύου, εξοπλισμό ζεύξης κ.α.Μαθηματικά σύμβολα αναφερόμενα σε μονάδα γεννήτριας περιέχουν τον δείκτη “G”


8

Ενδεικτική εγκατάσταση ΔΠ με ανεμογεννήτριες στο δίκτυο ΜΤ

9

Συμφωνημένη ενεργή και φαινόμενη ισχύς παροχής PvA και SvAΣυμφωνημένη ενεργή ισχύς παροχής είναι η μέγιστη ενεργή ισχύς μιας εγκατάστασης παραγωγής, η οποία έχει συμφωνηθεί μεταξύ του παραγωγού και της ΔΕΗ να παρέχεται στο δίκτυο στο σημείο μεταβίβασης ευθύνηςΑνάλογα με το είδος της εγκατάστασης, η τιμή αυτή είναι γενικά ίση με την ονομαστική ή τη μέγιστη ενεργή ισχύ της εγκατάστασης παραγωγήςΑντίστοιχα ορίζεται η συμφωνημένη φαινόμενη ισχύς παροχής μιας εγκατάστασης παραγωγήςΟνομαστική τάση του δικτύου UnΗ τάση με την οποία χαρακτηρίζεται το δίκτυο, δηλαδή 400 V για δίκτυο ΧΤ και 20 kV για δίκτυο ΜΤΤάση τροφοδότησης UcΗ τάση του δικτύου στο οποίο συνδέονται οι εγκαταστάσεις παραγωγήςΥπό κανονικές συνθήκες είναι ίση με την ονομαστική τάση Un και μπορεί να κυμαίνεται περί αυτήν εντός των εκάστοτε προδιαγραφομένων ορίων που αναφέρονται στο πρότυπο ΕΝ 50160 και στις σχετικές οδηγίες της ΔΕΗ


10

Ισχύς/στάθμη βραχυκύκλωσης του δικτύου, Sk΄΄Τα δίκτυα διανομής χαρακτηρίζονται από μια στάθμη σχεδιασμού σε ότι αφορά την αντοχή τους σε βραχυκύκλωμα, δηλαδή ένα μέγιστο αποδεκτό ρεύμα βραχυκύκλωσης, που σχετίζεται με την ικανότητα διακοπής των διακοπτικώνστοιχείων αλλά και με τη μηχανική και θερμική αντοχή του εξοπλισμού και των υπολοίπων συνιστωσών των δικτύων

Συχνά αντί του μέγιστου αποδεκτού ρεύματος βραχυκύκλωσης χρησιμοποιείται η αρχική συμμετρική ισχύς βραχυκύκλωσης Sk΄΄, η οποία προκύπτει από την ονομαστική τάση Un του δικτύου και το αρχικό συμμετρικό ρεύμα βραχυκύκλωσης Ik΄΄

Η ισχύς Sk΄΄ αποτελεί το λογιστικό μέγεθος που εκφράζει την αντοχή σε ρεύματα βραχυκύκλωσης και η μέγιστη αναμενόμενη τιμή της, σε οποιοδήποτε σημείο του δικτύου, καλείται στάθμη βραχυκύκλωσης


11

Η στάθμη βραχυκύκλωσης σε δίκτυα διανομής ΜΤ με ΔΠ διαμορφώνεται από την υπέρθεση της συμβολής του ανάντη συστήματος μέσω του ΜΣ ΥΤ/ΜΤ του ΥΣ που τροφοδοτεί το εξεταζόμενο δίκτυο και της συμβολής τυχόν εγκαταστάσεων ΔΠ ή και στρεφόμενων φορτίων στα κατάντη του δικτύουΤο τυποποιημένο άνω όριο της στάθμης βραχυκύκλωσης για τα ελληνικά δίκτυα διανομής ΜΤ, με ονομαστική τάση Un = 20 kV, είναι τα 250 MVA και αντιστοιχεί σε μέγιστο αποδεκτό ρεύμα βραχυκυκλώσεως Ik΄΄= 7,2 kAΣε δίκτυα διανομής ΜΤ με γείωση του ουδέτερου κόμβου μέσω αντίστασης, όπως τα ελληνικά δίκτυα, η στάθμη βραχυκύκλωσης, δηλαδή η μέγιστη τιμή της ισχύος βραχυκύκλωσης Sk΄΄, προκύπτει συνήθως για τριφασικό βραχυκύκλωμα στους ζυγούς ΜΤ του ΥΣ που τροφοδοτεί το εξεταζόμενο δίκτυοΗ στάθμη βραχυκύκλωσης αποτελεί μια από τις σημαντικότερες παραμέτρους των δικτύων διανομής, δεδομένου ότι η τιμή της επηρεάζει άμεσα την επιλογή του εξοπλισμού και των κατασκευών του δικτύου, και δεν πρέπει σε καμία περίπτωση να υπερβαίνει το τυποποιημένο άνω όριό της

Στάθμη βραχυκύκλωσης σε δίκτυα με ΔΠ

12

Ο περιορισμός αυτός αποκτά ιδιαίτερη σημασία κατά τη σύνδεση εγκαταστάσεων ΔΠ στα δίκτυα διανομής, οι οποίες συνεισφέρουν στα βραχυκυκλώματα και συνεπώς προσαυξάνουν τη στάθμη βραχυκύκλωσηςΣε ακτινικά δίκτυα ΜΤ, όπως είναι το σύνολο των ελληνικών δικτύων διανομής ΜΤ, η συμβολή στη στάθμη βραχυκύκλωσης του ανάντη συστήματος καθορίζεται πρακτικά από την τάση βραχυκύκλωσης των ΜΣ ΥΤ/ΜΤ Για λόγους ρύθμισης τάσης και ποιότητας ισχύος, η τάση βραχυκύκλωσης των ΜΣ ΥΤ/ΜΤ επιλέγεται κατά το δυνατόν χαμηλότερη, ώστε η προκύπτουσα στάθμη βραχυκύκλωσης να είναι πολύ κοντά στο τυποποιημένο άνω όριο σχεδιασμού του δικτύου (δηλαδή στα 250 MVA)Η παραπάνω απαίτηση αποτελεί συχνά τον κύριο παράγοντα περιορισμού της διείσδυσης εγκαταστάσεων ΔΠ στο Δίκτυο ΜΤ


13

Τριφασικό βραχυκύκλωμα στους ζυγούς ΜΤ του Υ/Σ: (α) Σχηματικό διάγραμμα

Un,Ub

QΣύστημα150 kV 3-φασικό

βραχυκύκλωμαστο ζυγό ΜΤ

MVHV

t:1F

AΜ/Σ

150/20 kV

UnQ,UQbZQ

ZT(t)

t:1Q F

~3

//QE

3

bQU

3

bU

QZ )(tZ T bI

01

(β) Ισοδύναμο μονοφασικό κύκλωμα ορθού συστήματος


14

( ) ( )max max

23 3n n

kQt KT Q TMVr T

c U c UI ΄΄Z Z Z t K Z

α = =+ +

Συμμετρικό ρεύμα βραχυκυκλώσεως του ανάντη συστήματος για τριφασικόβραχυκύκλωμα στους ζυγούς ΜΤ του Υ/Σ 150/20 kV, δηλαδή στο σημείο F του

σχήματος (α)

η σύνθετη αντίσταση του Μ/Σ στην πλευρά ΜΤ (με χρήση τουσυντελεστή διόρθωσης ΚΤ)

ZΚΤ

η σύνθετη αντίσταση του συστήματος ΥΤ ανηγμένη στην πλευρά ΜΤZQt

η ονομαστική τάση του δικτύου στο σημείο F (π.χ. Un= 20 kV)Un

ο συντελεστής τάσης για τον υπολογισμό μέγιστων τιμών ρευμάτωνσφάλματος, ο οποίος για όλα τα επίπεδα τάσεων παίρνει την τιμή 1,1σύμφωνα με το σχετικό πρότυπο IEC 60909-0 (2001) Short-circuit currents in three-phase a.c. systems - Part 0: Calculation of short-circuit currents

cmax


15

Σύνθετη αντίσταση του συστήματος 150 kV Q Q QZ R jX= +

kQ

nQQ S

UZ

′′=

2

''kQS η ισχύς βραχυκύκλωσης στο ζυγό ΥΤ του ΥΣ

η ονομαστική τάση του Συστήματος ΥΤUnQ

Συχνά θεωρείται RQ = 0,1XQ, ωστόσο σε συστήματα με γραμμές μεταφοράς μεγάλουμήκους ο λόγος RQ/XQ μπορεί να πάρει αρκετά μεγαλύτερες τιμές

Η αναγωγή της σύνθετης αντίστασης του συστήματος 150 kV στην πλευρά της ΜΤ γίνεταιμε τον ονομαστικό λόγο μετασχηματισμού tr = UTHV/UTΜV του ΜΣ


16

Σύνθετη αντίσταση του ΜΣ T T TZ R jX= +

Το ωμικό μέρος RT της σύνθετης αντίστασης του ΜΣ μικραίνει με το μέγεθος του ΜΣ και ανδεν δίνεται μπορεί να παραληφθεί (δηλαδή uRr≈ 0)

2

100%kr rT

TrT

u UZS

= ⋅2

2100% 3krTRr rT

TrT rT

Pu URS I

= ⋅ =

οι απώλειες στα τυλίγματα του ΜΣ υπό ονομαστικό ρεύμα IrTPkrT

η ονομαστική ωμική συνιστώσα της τάσης βραχυκυκλώσεως (%)uRr

η ονομαστική τάση βραχυκυκλώσεως (%)ukr

η ονομαστική φαινόμενη ισχύς του ΜΣSrT

η ονομαστική τάση και το ονομαστικό ρεύμα του ΜΣ (στην πλευρά ΥΤή ΜΤ)

UrT,IrT


17

Συντελεστής διόρθωσης KT

Ο συντελεστής διόρθωσης ΚΤ αντισταθμίζει τη χρήση του ονομαστικού λόγουμετασχηματισμού tr, αντί του πραγματικού, σύμφωνα με το πρότυπο IEC 60909-1 (2002) Short-circuit currents in three-phase a.c. systems - Part 1: Factors for the calculation of short-circuit currents according to IEC 60909-0

TT x

cK6,01

95,0 max

+⋅=

η γωνία του συντελεστή ισχύος πριν το βραχυκύκλωμαφTb

η ανά μονάδα αντίδραση του ΜΣxT


18

Συμμετρικό ρεύμα βραχυκυκλώσεως του κατάντη συστήματος, με τη συμμετοχή τωνγεννητριών της ΔΠ, στο ίδιο σημείο F

η σύνθετη αντίσταση της γραμμής διασύνδεσης με τον ΥΣ και τουτοπικού στοιχείου αντιστάθμισης (αν υπάρχει)

ZL, ZR

η σύνθετη αντίσταση της γεννήτριας και του τοπικού ΜΣ (αν υπάρχει) ZG, ZT

η ονομαστική τάση του δικτύου στο σημείο F (π.χ. Un= 20 kV)Un

ο συντελεστής τάσης για τον υπολογισμό μέγιστων τιμών ρευμάτωνσφάλματος, ο οποίος για όλα τα επίπεδα τάσεων παίρνει την τιμή 1,1σύμφωνα πάλι με το σχετικό πρότυπο IEC 60909-0 (2001) Short-circuit currents in three-phase a.c. systems - Part 0: Calculation of short-circuit currents

cmax

max

3( )n

kG T L R

c UIZ Z Z Zτ

″ =+ + +


19

3 3k n k n kS U I U Iα τ′′ ′′ ′′= +

Η στάθμη βραχυκύκλωσης Sk΄΄ δίνεται τελικά από τη σχέση

και πρέπει να είναι μικρότερη του τυποποιημένου άνω ορίου της στάθμης βραχυκύκλωσης για τα ελληνικά δίκτυα διανομής ΜΤ, δηλαδή μικρότερη των 250 MVA

Τεχνολογίες ΔΠ που συνδέονται στο δίκτυο ΜΤ είναι συνήθως οι ανεμογεννήτριες, τα μικρά υδροηλεκτρικά και τα μεγάλα Φ/Β πάρκα

Άλλες τεχνολογίες ΔΠ, όπως τα φωτοβολταϊκά, οι κυψέλες καυσίμου, οι μικροστρόβιλοι και οι μονάδες μικροσυμπαραγωγής συνδέονται κατά κανόνα στο δίκτυο ΧΤ και το μέγεθός

τους είναι συνήθως πολύ μικρό για να δημιουργήσουν πρόβλημα στη στάθμη βραχυκύκλωσης του δικτύου ΜΤ


20

Βασικά κριτήρια και προϋποθέσεις που εξετάζονται προκειμένου να επιτραπεί η σύνδεση νέων εγκαταστάσεων ΔΠ στο δίκτυο ΧΤ και ΜΤ είναι τα εξής:

Συμβολή στη στάθμη βραχυκύκλωσηςΛόγος βραχυκύκλωσηςΑργές μεταβολές της τάσης (στη στάσιμη κατάσταση)Ταχείες μεταβολές της τάσηςΕκπομπές flickerΕκπομπές αρμονικώνΑπομονωμένη λειτουργία (νησιδοποίηση)Επάρκεια του δικτύουΔιαμόρφωση των προστασιών της διασύνδεσης ΔΠ-δικτύουΕπίπτωση στη λειτουργία συστημάτων Τηλεχειρισμού Ακουστικής Συχνότητας

Βασικές προϋποθέσεις διασύνδεσης

21

Λόγος βραχυκύκλωσης RkΕίναι ο λόγος της ισχύος βραχυκυκλώσεως του δικτύου Sk΄΄ στο ΣΚΣ των εγκαταστάσεων ΔΠ προς τη συμφωνημένη φαινόμενη ισχύ παροχής SvA της εγκατάστασης παραγωγής

και χρησιμεύει ως βάση πρόχειρου υπολογισμού της δυνατότητας σύνδεσης των εγκαταστάσεων ΔΠ στη ΧΤ και στη ΜΤΕάν

τότε οι προκαλούμενες μεταβολές της τάσης θεωρούνται αποδεκτές και η σύνδεση επιτρέπεται. Ως συμφωνημένη φαινόμενη ισχύς χρησιμοποιείται η ονομαστική ισχύς ή η μέγιστη ισχύς συνεχούς λειτουργίας

kk

vA

SRS′′

=

33kR ≥


22

Σημασία του λόγου βραχυκύκλωσηςΈνα σύνθετο ωμικό-επαγωγικό μεταβλητό φορτίο, συνδεδεμένο στο ΣΚΣ με ένα δίκτυο διανομής με σύνθετη αντίσταση Ζ = R + jX, ζητά μεταβλητή ενεργή ισχύ P και άεργη ισχύ Q

Η τάση VR του καταναλωτή ρυθμίζεται στη στάσιμη κατάσταση θέτοντας συνήθως την τάση της πηγής VS σε μια ελαφρώς μεγαλύτερη τιμή της ονομαστικής, για να εξασφαλίσουμε ότι η VR παραμένει στα επιθυμητά όρια

_

_


23

Αυτό επιτυγχάνεται είτε μέσω αλλαγής του λόγου των ΜΣ με Συστήματα Αλλαγής Τάσης υπό Φορτίο (ΣΑΤΦ) είτε μέσω στοιχείων αντιστάθμισηςΣε ταχύτερες αλλαγές του ρεύματος του φορτίου, οι παραπάνω χειρισμοί δεν είναι γρήγοροι αρκετά ώστε να ανταποκρίνονται και να ρυθμίζουν συνεχώς και ικανοποιητικά την τάση στο ΣΚΣ

⇓

*R RS V I P jQ= = + ( )S RV V I R jX= + +

cos sinreal imagI I jI I jIϕ ϕ= − = −

( )( )( ) ( )

S R real imag

R real imag real imag

V V I jI R jX

V R I X I j X I R I

= + − + =

= + + + −

cos cos sin sinR real R R imag RP V I V I S Q V I V I Sϕ ϕ ϕ ϕ= = = = = =


24

Σημασία του λόγου βραχυκύκλωσης (συν.)Αγνοώντας τη (μικρή) γωνία μεταξύ των δυο τάσεων και εξισώνοντας τα πραγματικά μέρη θα έχουμε

και η % μεταβολή της τάσης στο ΣΚΣ θα είναι

S R real imagV V R I X I= + +

( )

( )

( )2

100100

100 cos sin

100 cos sin

S Rreal imag

R R

R

R

R

V V R I X IV V

I R XVS R XV

ϕ ϕ

ϕ ϕ

−= + =

= + =

= +


25

Σημασία του λόγου βραχυκύκλωσης (συν.)Η ισχύς βραχυκύκλωσης στο ΣΚΣ θα είναι ανά φάση

και η % μεταβολή της τάσης στο ΣΚΣ συναρτήσει της ισχύος βραχυκύκλωσης και του λόγου βραχυκύκλωσης θα είναι

Όσο ισχυρότερο (περισσότερο άκαμπτο) είναι το δίκτυο διανομής στο ΣΚΣ, δηλαδή όσο μεγαλύτερος είναι ο λόγος βραχυκύκλωσής του, τόσο μικρότερη είναι η μεταβολή της τάσης που προκαλεί το φορτίο SR

2''

2 2R R

k RV VS V

ZR X= =

+

''100 100 cos sin

1100 cos sin

S R R

R k

k

V V S R XV S Z Z

R XR Z Z

ϕ ϕ

ϕ ϕ

− ⎛ ⎞= +⎜ ⎟⎝ ⎠

⎛ ⎞= +⎜ ⎟⎝ ⎠


26

Αργές μεταβολές της τάσηςΕίναι μεταβολές της τάσης στάσιμης κατάστασης, οι οποίες εκφράζονται από μέσες τιμές 10 min της τάσης (όπως προβλέπεται στο πρότυπο EN 50160) και μπορεί να οφείλονται- σε αντίστοιχες διακυμάνσεις της ισχύος εξόδου των εγκαταστάσεων ΔΠ, ή- σε μεταβολές του φορτίου του δικτύου

Χρησιμοποιείται συχνά η εκατοστιαία μεταβολή της τάσης ε (%), η οποία εκφράζει τη μεταβολή της τάσης ΔU ανηγμένη στην ονομαστική τάση του δικτύου Un

( )% 100n

UU

ε Δ=


27

Αργές μεταβολές της τάσηςΜέσες τιμές δεκαλέπτουΠρέπει100% των τιµών της τάσης τροφοδότησης -15%<ΔU<+15%95% των τιµών της τάσης τροφοδότησης -10%<ΔU<+10%


28

Ταχείες μεταβολές της τάσηςΕίναι οποιεσδήποτε γρήγορες μεταβολές της ενεργής (rms) τιμής της τάσης, οι οποίες συμβαίνουν σε χρονικές κλίμακες από 1 κύκλο έως αρκετά δευτερόλεπτα (αλλά πάντως οπωσδήποτε εντός διαστήματος μικρότερου των 10 min)Ταχείες μεταβολές συμβαίνουν λόγω χειρισμών στις εγκαταστάσεις ΔΠ (χειρισμοί ζεύξης-απόζευξης, αλλαγή γεννητριών) ή και εξαιτίας της μεταβλητότητας της ισχύος εξόδου των εγκαταστάσεων ΔΠ

Διακρίνονται σε μέγιστη μεταβολή ΔUmax και σε μεταβολή στάσιμης κατάστασης ΔUc

Με βάση αυτές ορίζονται οι αντίστοιχες εκατοστιαίες μεταβολές της τάσης, dmax (%)και dc (%), ανηγμένες στην ονομαστική τάση του δικτύου Un:

( ) maxmax % 100

n

UdU

Δ= ( )% 100 c

cn

UdUΔ

=


29

Ταχείες μεταβολές της τάσης


( ) maxmax % 100

n

UdU

Δ= ( )% 100 c

cn

UdUΔ

=

30

FlickerΜε τον όρο flicker ορίζεται η προκαλούμενη οπτική ενόχληση από τις διακυμάνσεις της φωτεινότητας λαμπτήρων πυράκτωσης, εξαιτίας αντίστοιχων διακυμάνσεων της τάσης τροφοδοσίας τουςΗ λειτουργία των εγκαταστάσεων ΔΠ προκαλεί μεταβολές της τάσης στο ΣΚΣ, καθώς και σε άλλα σημεία του δικτύου, οι οποίες μπορεί να δημιουργήσουν παρενόχληση λόγω flicker σε άλλους καταναλωτέςΜέτρο του προκαλούμενου από τις διακυμάνσεις της τάσης flicker είναι οι δείκτες flickerβραχείας διάρκειας (short-term flicker index) Pst και μακράς διάρκειας (long-term flicker index) Plt

Για ήδη συνδεδεμένες εγκαταστάσεις ΔΠ, οι δείκτες flicker προκύπτουν από μετρήσεις με τη βοήθεια ειδικού οργάνου μέτρησης που λέγεται φλικερόμετρο (flickermeter)Κατά τη φάση του σχεδιασμού μιας εγκατάστασης ΔΠ, για τον υπολογισμό των δεικτών flicker πρέπει να εφαρμοστούν κατάλληλες μέθοδοι εκτίμησης


31

Αρμονικές συνιστώσεςΛόγω της ύπαρξης μη γραμμικών στοιχείων και φορτίων (ηλεκτρονικές διατάξεις, φαινόμενα κορεσμού), η τάση του δικτύου παρουσιάζει πάντοτε απόκλιση από την ιδεατή καθαρά ημιτονοειδή κυματομορφή, ενώ το ίδιο ακριβώς συμβαίνει και με την κυματομορφή των ρευμάτωνΗ κυματομορφή της τάσης ή του ρεύματος μπορεί να αναλυθεί κατά Fourier σε σειρά ημιτονοειδών συνιστωσών διαφόρων συχνοτήτων, οι οποίες αποτελούν τις αρμονικές συνιστώσες του εξεταζόμενου μεγέθους (τάσης ή ρεύματος)Η βασική αρμονική συνιστώσα συχνότητας 50 Hz ονομάζεται θεμελιώδης συνιστώσα, ενώ οι συνιστώσες των οποίων η συχνότητα είναι ακέραιο πολλαπλάσιο της θεμελιώδους ονομάζονται αρμονικές (π.χ. 3η στα 150 Hz, 5η στα 250 Hz κλπ.)Οι συνιστώσες της ανάλυσης Fourier των οποίων η συχνότητα δεν είναι ακέραιο πολλαπλάσιο της θεμελιώδους ονομάζονται ενδιάμεσες αρμονικές (π.χ. η αρμονική συνιστώσα συχνότητας 375 Hz = 7,5 • 50 Hz είναι ενδιάμεση αρμονική)


32

Αρμονικές συνιστώσες (συν.)Κάθε αρμονική ή ενδιάμεση αρμονική συνιστώσα χαρακτηρίζεται από τη συχνότητα, το πλάτος (συνήθως rms τιμή) και τη φασική της γωνίαΣυχνά το πλάτος εκφράζεται ως ποσοστό της θεμελιώδους συνιστώσας ή της ονομαστικής τιμής (τάσης ή ρεύματος), και όχι ως απόλυτη τιμή (V ή A)

Ο περιορισμός των εκπομπών αρμονικών ρευμάτων από τους συνδεόμενους στα δίκτυα ΔΠ αποσκοπεί στη διατήρηση των επιπέδων αρμονικής παραμόρφωσης της τάσης σε χαμηλά επίπεδα, προκειμένου να μην παρενοχλείται η λειτουργία άλλων εγκαταστάσεων ή στοιχείων του δικτύου

Τα επίπεδα συμβατότητας (compatibility levels) όσον αφορά στην αρμονική παραμόρφωση της τάσης δικτύων ΧΤ και ΜΤ, ορίζονται σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα της ΙΕC και εκφράζουν τις μέγιστες αποδεκτές τιμές αρμονικής παραμόρφωσης της τάσης, ώστε να εξασφαλίζεται η μη παρενόχληση της λειτουργίας άλλων συσκευών


33

Συντελεστής Ολικής Αρμονικής Παραμόρφωσης τάσης THD (%)Αποτελεί μέτρο της συνολικής αρμονικής παραμόρφωσης (Total Harmonic Distortion-THD) της τάσης και ορίζεται από την σχέση

όπου U1 είναι η rms τιμή της θεμελιώδους συνιστώσας της τάσης (συχνότητας f1=50 Hz) και Uh η rms τιμή της αρμονικής συνιστώσας τάξης h (δηλαδή συχνότητας h•f1)Συχνά, για λόγους απλούστευσης (αν και θεωρητικά δεν είναι ορθό) χρησιμοποιείται η ονομαστική τάση Un αντί για τη θεμελιώδη συνιστώσα U1

Η ανώτερη τάξη αρμονικών hmax η οποία λαμβάνεται υπόψη στον υπολογισμό του THDείναι η 40η κατά IEC (fmax=2 kHz)

( )max

2

2 1

% 100h

h

h

UTHDU=

⎛ ⎞= ⎜ ⎟

⎝ ⎠∑


34

Συντελεστής Ολικής Αρμονικής Παραμόρφωσης ρεύματος THD (%)Αντίστοιχη σχέση χρησιμοποιείται για τον συντελεστή συνολικής αρμονικής παραμόρφωσης THD του ρεύματοςΚαι σ’ αυτήν την περίπτωση, αντί για την rms τιμή της θεμελιώδους συνιστώσας ρεύματος I1 χρησιμοποιείται συχνά το ονομαστικό ρεύμα της συσκευής ή της εγκατάστασης ΔΠ In


35

Όρια αρμονικής παραμόρφωσης της τάσης σε δίκτυα ΧΤ και ΜΤ: επίπεδα συμβατότητας ΧΤ και ΜΤ


36

Απομονωμένη λειτουργία ή νησιδοποίησηΣτην περίπτωση αυτή οι γεννήτριες του παραγωγού (σύγχρονες, ασύγχρονες, μετατροπείς ηλεκτρονικών ισχύος ή συνδυασμός αυτών) και ενδεχομένως ένα τμήμα του δικτύου που μπορεί να περιλαμβάνει και καταναλωτές λειτουργούν απομονωμένααπό το υπόλοιπο δίκτυο (π.χ. μετά από το άνοιγμα του ΑΔΔ)Η λειτουργία ονομάζεται νησιδοποίηση (islanding) και είναι γενικά ανεπιθύμητη από το διαχειριστή του δικτύου και από τα διεθνή πρότυπαΟ μεγαλύτερος κίνδυνος συνίσταται στην περίπτωση αποτυχίας του μέσου προστασίας του ΔΠ να ανιχνεύσει το άνοιγμα του ΑΔΔ, με αποτέλεσμα την διατήρηση υπό τάσηενός τμήματος της γραμμής τροφοδοσίαςΩς αποτέλεσμα, οι τοπικοί καταναλωτές θα τροφοδοτούνται πιθανώς με τάση κακής ποιότητας, με προφανείς κινδύνους βλαβώνΕπίσης υπάρχει ο κίνδυνος ασφάλειας προσωπικού και γενικού κοινού, αν μια γεννήτρια ΔΠ ενεργοποιήσει απροειδοποίητα τη γραμμή


37

Απομονωμένη λειτουργία ή νησιδοποίηση (συν.)Τέλος υπάρχει κίνδυνος για την ίδια την εγκατάσταση ΔΠΕιδικά σε εναέρια δίκτυα, που προστατεύονται στην αναχώρησή τους από τον ΥΣ με ΔΙ που εκτελούν κύκλους επαναφοράς O-C-O, είναι απαραίτητη η ανίχνευση της διακοπής και η άμεση αποσύνδεση του ΔΠΑλλιώς, αν δηλ. είναι συνδεδεμένος ο ΔΠ όταν ο ΔΙ ξανακλείσει, υπάρχει κίνδυνος πρόκλησης μηχανικής βλάβης στα κινούμενα μέρη (μηχανές, άξονες, κιβώτια ταχυτήτων) λόγω του έντονου μεταβατικού φαινομένου από τη χωρίς συγχρονισμό φάσεων (out-of-phase) επανασύνδεση

Οι εταιρείες διανομής που χρησιμοποιούν ΔΙ με στιγμιαία επαναφορά θα πρέπει να ρυθμίσουν κατάλληλα τους ηλεκτρονόμους τους, έτσι ώστε το διάστημα που ο ΔΙ

παραμένει ανοικτός να είναι τόσο μεγάλο ώστε να επιτρέπει στο σύστημα προστασίας του ΔΠ να ανιχνεύσει τη νησιδοποίηση και να αποσυνδεθεί


38

Επάρκεια του δικτύουΒασική προϋπόθεση για τη σύνδεση εγκαταστάσεων ΔΠ στο δίκτυο είναι η επάρκεια των στοιχείων του δικτύου (υποσταθμού, μετασχηματιστών και γραμμών)Εάν οι υφιστάμενες γραμμές δεν επαρκούν (ή εάν προκύπτουν ανεπίτρεπτες διαταραχές στην τάση του δικτύου), τότε εξετάζονται κατά σειρά οι ακόλουθες λύσεις: – ενίσχυση του υφιστάμενου δικτύου ΜΤ,– απ’ ευθείας σύνδεση στους ζυγούς ΜΤ του ΥΣ ΥΤ/ΜΤ μέσω αποκλειστικής

γραμμής,– προσθήκη νέου ΜΣ ΥΤ/ΜΤ, και – κατασκευή ιδιαίτερου ΥΣ ΥΤ/ΜΤ (οπότε η σύνδεση πραγματοποιείται απ’ ευθείας

στο δίκτυο ΥΤ)


39

Επάρκεια του δικτύου (συν.)Ο τρόπος σύνδεσης μιας δεδομένης εγκατάστασης παραγωγής δεν προκύπτει μονοσήμαντα από την ονομαστική ισχύ τηςΣταθμοί ΔΠ ίδιας ισχύος μπορεί να συνδέονται στο δίκτυο κατά τελείως διαφορετικούς τρόπους, ανάλογα με τα ειδικά τεχνικά τους χαρακτηριστικά, την κατά περίπτωση υφιστάμενη κατάσταση δικτύων και την προβλεπόμενη ανάπτυξή τουςΠαρ’ όλα αυτά υπάρχουν οι ακόλουθοι δύο περιορισμοί ως προς το επίπεδο τάσης στο οποίο μπορεί να συνδεθεί μια εγκατάσταση παραγωγής, οι οποίοι εφαρμόζονται κατά την εξέταση, ασχέτως των λοιπών τεχνικών κριτηρίων:

– Εγκαταστάσεις ΔΠ συμφωνημένης ισχύος μεγαλύτερης των 100 kW δεν μπορούν να συνδεθούν στο δίκτυο ΧΤ

– Εγκαταστάσεις ΔΠ συμφωνημένης ισχύος μεγαλύτερης των 20 MW δεν μπορούν να συνδεθούν στο δίκτυο MΤ


40

Επάρκεια του δικτύου (συν.)Γενικά η επιλογή του τρόπου σύνδεσης είναι αντικείμενο τεχνικοοικονομικής μελέτης, λαμβάνοντας υπόψη το κόστος κεφαλαίου των έργων ενίσχυσης και επέκτασης του δικτύου και αφετέρου τις απώλειες ενέργειας κάθε τρόπου διασύνδεσης καθ’ όλη τη διάρκεια ζωής της εγκατάστασης, αλλά και άλλους παράγοντες (χρόνος και δυνατότητα κατασκευής των έργων, χρηματοδότησή τους κτλ)Στον πίνακα δίνεται, ενδεικτικά και μόνο, ο πιθανός (ή προτιμητέος) τρόπος διασύνδεσης, ανάλογα με την ισχύ του σταθμού:


41

Διαμόρφωση των προστασιών της διασύνδεσης ΔΠ-δικτύουΤο σύστημα προστασίας του παραγωγού θα πρέπει να συνεργάζεται με το σύστημα προστασίας του δικτύου, έτσι ώστε σφάλματα σε οποιαδήποτε πλευρά να ανιχνεύονται σωστά και να εκκαθαρίζονται

Οι ρυθμίσεις των προστασιών θα πρέπει να εξασφαλίζουν την άμεση απόζευξη των γεννητριών σε περίπτωση σφάλματος, ώστε να μην υφίσταται κίνδυνος απομονωμένης λειτουργίας των εγκαταστάσεων (ενδεχομένως με τμήμα του δικτύου)

Για την προστασία των εγκαταστάσεων παραγωγής από υψηλές υπερεντάσεις και μηχανικές καταπονήσεις, όταν στο δίκτυο χρησιμοποιούνται ΔΙ που εκτελούν κύκλους επαναφοράς O-C-O, η απόζευξη θα πρέπει να επιτυγχάνεται πριν τη λειτουργία επαναφοράς των διακοπτών του δικτύου.


42

Διαμόρφωση των προστασιών της διασύνδεσης ΔΠ-δικτύου (συν.)Προκειμένου να αποφευχθούν κίνδυνοι για το προσωπικό που μπορεί να εκτελεί εργασίες σε τμήμα του δικτύου κοντά στις εγκαταστάσεις παραγωγής, θα πρέπει να εξασφαλίζεται η αυτόματη ή χειροκίνητη απομόνωση των εγκαταστάσεων του ΔΠ, όποτε αυτό είναι αναγκαίο

Επίσης ζητείται η διασύνδεση να διαθέτει μέσο ορατής απόζευξης, με ικανότητα διακοπής ρεύματος φορτίου, προσιτό ανά πάσα στιγμή στο προσωπικό της εταιρείας διανομής

Ο εξοπλισμός των εγκαταστάσεων πρέπει να είναι προδιαγεγραμμένος για τη στάθμη βραχυκύκλωσης του Σημείου Σύνδεσης στο Δίκτυο (ΣΣΔ)


43

Διαμόρφωση των προστασιών της διασύνδεσης ΔΠ-δικτύου (συν.)Η ζεύξη περισσότερων γεννητριών στο ίδιο ΣΣΔ είναι εφικτή και αποδεκτή, αρκεί να λαμβάνεται πρόνοια ώστε να αποφεύγεται η ταυτόχρονη εκκίνησή τους

Στην περίπτωση εγκαταστάσεων με ασύγχρονες γεννήτριες, για την αποφυγή υπερεντάσεων και βυθίσεων της τάσης του δικτύου, οι γεννήτριες δεν παραλληλίζονται άμεσα στο δίκτυο, αλλά εκκινούν μέσω ηλεκτρονικού εκκινητή

Εάν χρησιμοποιούνται σύγχρονες γεννήτριες ή μετατροπείς ελεγχόμενης τάσης εξόδου, τότε είναι αναγκαία η ύπαρξη διάταξης παραλληλισμού (κατά προτίμηση αυτόματης), η οποία επιτρέπει τη ζεύξη των εγκαταστάσεων μόνο όταν οι συνθήκες φασικής απόκλισης των διανυσμάτων των τάσεων εκατέρωθεν του αυτόματου διακόπτη διασύνδεσης (ΑΔΔ) το επιτρέπουν


44

Επίπτωση στη λειτουργία συστημάτων Τηλεχειρισμού Ακουστικής Συχνότητας

Τα συστήματα Τηλεχειρισμού Ακουστικής Συχνότητας (ΤΑΣ) της ΔΕΗ λειτουργούν στη συχνότητα των 175 Hz και η τάση του σήματος των ακουστικών παλμών κυμαίνεται κανονικά μεταξύ 1% έως 2% της ονομαστικής τάσης Un του δικτύου

Οι εγκαταστάσεις παραγωγών, αλλά και καταναλωτών, που συνδέονται στο δίκτυο είναι δυνατό να επηρεάσουν τη λειτουργία των συστημάτων ΤΑΣ κατά δύο τρόπους:

• προκαλώντας αρμονική παραμόρφωση της τάσης στην ακουστική συχνότητα των 175 Hz (η οποία υπερτίθεται και αλλοιώνει το ακουστικό σήμα ελέγχου)

• εξασθενίζοντας το σήμα ελέγχου (π.χ. λόγω της χαμηλής σύνθετης αντίστασης των εγκαταστάσεων στη συχνότητα των 175 Hz)


45

Επίπτωση στη λειτουργία συστημάτων Τηλεχειρισμού Ακουστικής Συχνότητας (συν.)Οι απαιτήσεις οι οποίες πρέπει να πληρούνται κατά τη σύνδεση τωνεγκαταστάσεων ΔΠ στο δίκτυο, προκειμένου να μην παρενοχλείται η λειτουργία των συστημάτων ΤΑΣ, είναι:

1) Η προκαλούμενη αρμονική παραμόρφωση της τάσης από τις συνδεόμενες εγκαταστάσεις σε συχνότητα παραπλήσια των 175 Hz δεν πρέπει να υπερβαίνει το 0,1% της ονομαστικής τάσης Un. Επίσης, η παραμόρφωση της τάσης σε συχνότητες που απέχουν 100 Hz εκατέρωθεν της ακουστικής συχνότητας (75 και 275 Hz) δεν πρέπει να υπερβαίνει το 0,3% της Un

2) Η εξασθένηση ή ενίσχυση του ακουστικού σήματος ελέγχου που προκαλείται από τη σύνδεση των εγκαταστάσεων πρέπει να περιορίζεται, έτσι ώστε το σήμα να διατηρείται μεταξύ του 85% και 150% της κανονικής του τιμής

Σε περίπτωση σύνδεσης περισσότερων εγκαταστάσεων, οι παραπάνω προϋποθέσεις αφορούν στη συνολική επίδραση όλων των εγκαταστάσεων


Διασύνδεση ΔΠ στο Δίκτυο Διανομής

Documents