Crnogorski Komitet CIGRE I Savjetovanje Referat C 4

Crnogorski Komitet CIGRE I Savjetovanje Referat C 4 -08: UTICAJ MALIH NELINEARNIH POTROŠAČA NA KVALITET NAPONA U DISTRIBUTIVNIM MREŽAMA Autori: Prof. Dr Jadranka Radović, ETF Podgorica Prof. Dr Vladimir Katić, FTN Novi Sad Mr Saša Mujović, ETF Podgorica Mr Vladan Radulović, ETF Podgorica Budva, 12. – 16. oktobar 2009.

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović UVODNA RAZMATRANJA • Kvalitet električne energije • Elektroenergetski pretvarači, sofisticirani elektronski uređaji i pokretanje procesa deregulacije elektroprivrede – ZAMAJCI INTENZIVNOM IZUČAVANJU PROBLEMATIKE KVALITETA ELEKTRIČNE ENERGIJE • Nelinearni potrošači male snage (I≤ 16 A) kao izvori mrežnog zaprljanja 1/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović UVODNA RAZMATRANJA • Zadatak istraživanja • Istraživanja sprovedena na Elektrotehničkom fakultetu u Podgorici i i Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu • Mjerna aparatura: Osciloskop (DPO 4104 -Tektronix) i Power Quality Analyser (CA 8332 B - Chauvin Arnoux) • Istraživanja uticaja grupe računara sprovedena u skaladu sa IEC 61000 -4 -7 Standardom 2/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović VAŽNI POKAZATELJI KVALITETA ELEKTRIČNE ENERGIJE • Sa aspekta karakteristika opterećenja nelinearnih potrošača • Sa aspekta harmonijskog spektra 3/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović RAČUNAR KAO IZVOR VIŠIH HARMONIKA Personalni računar karakteristika: ATX Power Supply Pentium IV, 1. 8 GHz CRT Monitor SLIKA I – Vremenski oblici napona napajanja, struje i snage računara TABELA I - Vrijednosti struje, snaga i faktora snage računara U (V) I (A) P (W) Q (VAr) D (VAd) S (VA) λ 220 0, 75 109 -0, 96 127, 53 164, 27 0, 63 230 0, 73 105 -0, 95 129, 94 167, 21 0, 63 4/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović RAČUNAR KAO IZVOR VIŠIH HARMONIKA TABELA II – Harmonijski spektar struje računara Harmonik 3. 5. 7. 9. 11. 13. 15. 17. 19. 21. (%) 86. 0 64. 2 45. 9 38. 7 16. 0 11. 8 10. 3 8. 3 3. 5 THDI= 117. 8% CFI= 2. 6 Računar je potrošač značajnog harmonijskog potencijala. Procentualna učešća pojedinih harmonika u strukturi strujnog spektra prevazilaze limite definisane standardom IEEE 519! 5/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović TV PRIJEMNIK KAO IZVOR VIŠIH HARMONIKA Mini TV prijemnik karakteristika: Samsung 30 W Monitor sa katodnom cijevi SLIKA II – Vremenski oblici napona napajanja, struje i snage mini TV-a TABELA III - Vrijednosti struje, snaga i faktora snage mini TV-a U (V) I (A) P (W) Q (VAr) D (VAd) S (VA) λ 220 0, 16 28, 03 10, 21 18, 82 35, 27 0, 79 230 0, 14 27, 21 10, 09 18, 06 34, 18 0, 79 6/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović TV PRIJEMNIK KAO IZVOR VIŠIH HARMONIKA TABELA IV – Harmonijski spektar struje mini TV-a Harmonik 3. 5. 7. 9. 11. 13. 15. 17. 19. 21. (%) 56. 4 25. 8 12. 29 9. 5 6. 9 3. 6 2. 1 1. 8 1. 4 0. 9 THDI= 86. 0% CFI= 2. 3 U poređenju sa personalnim računarom, prisustvo viših harmonika u harmonijskom spektru struje TV aparata je manje izraženo! 7/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović FLUO SVETILJKA KAO IZVOR VIŠIH HARMONIKA Fluo svetiljka karakteristika: Tungsram – 35 W Magnetski balast SLIKA III – Vremenski oblici napona napajanja, struje i snage fluo cijevi TABELA V - Vrijednosti struje, snaga i faktora snage fluo cijevi U (V) I (A) P (W) Q (VAr) D (VAd) S (VA) λ 220 0, 55 35, 88 113, 14 10, 41 119, 15 0, 87 230 0, 53 34, 92 112, 52 10, 22 118, 25 0, 88 8/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović FLUO SVETILJKA KAO IZVOR VIŠIH HARMONIKA TABELA IV – Harmonijski spektar struje mini TV-a Harmonik 3. 5. 7. 9. 11. 13. 15. 17. 19. 21. (%) 8. 4 1. 1 1. 2 0. 7 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1 THDI= 11. 0% CFI= 1. 6 Harmonijski spektar fluo svetiljke sa magnetskim balastom nije bogat višim harmonicima, tako da ovakav potrošač ima karakter blizak linearnom opterećenju ! Za razliku od fluo cijevi sa magnetskim balastom, savremene cijevi sa elektronskim balastom imaju izuzetno bogat harmonijski spektar struje, blizak spektru struje računara (vrijednost faktora THDI iznosi oko 110%) ! 9/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović GRUPNO OPTEREĆENJE (PC+FC+TV) KAO IZVOR VIŠIH HARMONIKA SLIKA IV – Vremenski oblici napona napajanja, struje i snage grupe potrošača TABELA VI - Vrijednosti struje, snaga i faktora snage grupe potrošača U (V) I (A) P (W) Q (VAr) D (VAd) S (VA) λ 220 1, 02 147, 78 114, 86 109, 93 217, 07 0, 68 230 1, 00 147, 02 114, 12 109, 11 215, 73 0, 68 10/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović GRUPNO OPTEREĆENJE (PC+FC+TV) KAO IZVOR VIŠIH HARMONIKA TABELA VII – Harmonijski spektar struje grupe potrošača Harmonik 3. 5. 7. 9. 11. 13. 15. 17. 19. 21. (%) 43. 8 32. 8 17. 8 5. 4 2. 5 3. 9 2. 3 1. 8 1. 2 THDI= 64. 3% CFI= 1. 7 Harmonijski spektar struje grupnog opterećenja je redukovano u odnosu na spektar struje računara, usled uticaja faktora Diversity (DF), koji djeluje na fazne uglove harmonika! 11/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović UTICAJ JEDNOVREMENOG RADA GRUPE RAČUNARA NA NAPONSKE PRILIKE U MREŽI U laboratorijama Računarskog centra FTN-a Novi Sad raspoređeno je 109 računara sa procesorima: 486, Pentium I, Pentium II i Pentium IV, sa CRT monitorima SLIKA V – Vremenski oblici faznih napona i struja grupe računara TABELA VIII - Vrijednosti struje, snaga i faktora snage grupe računara U (V) IS (A) P (W) Q (VAr) D (VAd) S (VA) λ 220 17, 19 1546 -402, 30 1583 2249 0, 70 12/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović UTICAJ RADA GRUPE RAČUNARA NA NAPONSKE PRILIKE U MREŽI TABELA IX – Harmonijski spektar struje grupe računara (najopterećenije faze voda) Harmonik 3. 5. 7. 9. 11. 13. 15. 17. 19. 21. (%) 56. 4 34. 3 15. 9 5. 2 9. 2 4. 9 3. 7 2. 8 1. 9 1. 4 THDIR= 60. 0% THDIS= 57. 0% THDIT= 59. 0% CFIR= 1. 5 CFIS= 1. 5 CFIT= 1. 5 TABELA X – Harmonijski spektar faznog napona (najopterećenije faze voda) Harmonik 3. 5. 7. 9. 11. 13. 15. 17. 19. 21. (%) 1. 6 3. 2 2. 1 1. 4 0. 8 0. 4 0. 2 0. 1 THDUR= 4. 7% THDUS= 4. 8% THDUT= 4. 7% Naponske prilike u Računarskom centru FTN-a su, prema standardu IEEE 519, na samoj granici regularnosti! 13/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović ATTENUATION FACTOR U slučaju da je na sabirnicama priključen veći broj računara, dolazi do redukcije faktora THDI, kao posljedica djelovanja faktora Attenuation (AF)! 14/15

I Savjetovanje CIGRE Crna Gora - Uticaj malih nelinearnih potrošača na kvalitet napona u distributivnim mrežama – prof. dr J. Radović, prof. dr V. Katić, mr S. Mujović, mr V. Radulović ZAKLJUČAK • Značajan uticaj savremene elektronske opreme na kvalitet električne energije! • Iz kategorije nelinearnih potrošača male snage, računari predstavljaju najveće potencijalne uzročnike mrežnog zaprljanja! • Jednovremeni rad grupe nelinearnih potrošača može nepovoljno uticati na naponske prilike u mreži i izazvati brojne probleme (npr. visoka vrijednost struje koja se prenosi neutralnim provodnikom)! • Degradacija kvaliteta mrežnog napona najmanje će odgovarati upravo uzročnicima degradacije – malim nelinearnim potrošačima! • Potreba za Studijom kvaliteta električne energije! 15/15

Crnogorski Komitet CIGRE I Savjetovanje Referat C 4 -08: UTICAJ MALIH NELINEARNIH POTROŠAČA NA KVALITET NAPONA U DISTRIBUTIVNIM MREŽAMA Autori: Prof. Dr Jadranka Radović, ETF Podgorica Prof. Dr Vladimir Katić, FTN Novi Sad Mr Saša Mujović, ETF Podgorica Mr Vladan Radulović, ETF Podgorica Budva, 12. – 16. oktobar 2009.