predavanje_04_energetski pretvaraci za kompenzaciju reaktivne energije

7/30/2019 Predavanje_04_Energetski Pretvaraci Za Kompenzaciju Reaktivne Energije

1/24

ENERGETSKI PRETVARAI

ZA KOMPENZACIJUREAKTIVNE ENERGIJE

predava: Dr eljko Despotovi


2/24

POJAM 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.


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


5/24

SNAGA POTROAA NAIZMENINE STRUJE


6/24

AKTIVNA SNAGA


7/24

REAKTIVNA SNAGA


8/24

PRIVIDNA SNAGA


9/24


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.


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).


12/24

FAZORSKI DIJAGRAM OPTEREENJA


13/24

TIPOVI KOMPENZACIJE REAKTIVNEENERGIJE


14/24

TIPOVI KOMPENZACIJE 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


16/24

STEPENASTI REGULATORIREAKTIVNE 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


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.


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


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


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


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)


23/24

TIRISTORSKI REGULATOR kao ekvivalent

PROMENLJIVOJ PRIGUNICI


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

predavanje_04_energetski pretvaraci za kompenzaciju reaktivne energije

Documents