1
Βυθίσεις Τάσης
(Voltage dips or sags)
Μάριος Ν.Μοσχάκης∆ρ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός και Μηχανικός Η/Υ
2
Περιεχόµενο Παρουσίασης
Αιτίες - Προβλήµατα που δηµιουργούν
Πρότυπα
Βασικά χαρακτηριστικά - Κατηγοριοποίηση
Μέθοδοι Ανάλυσης
Μέθοδοι Στοχαστικής Εκτίµησης
Μέθοδοι αντιµετώπισης βυθίσεων τάσης
2
3
Τι είναι Βύθιση Τάσης ?Βύθιση τάσης είναι µια µικρής διάρκειας απότοµη µείωση της rms τιµής τηςτάσης
Μέγεθος βύθισης: Η ελάχιστη rms τάση κατά τη διάρκεια του συµβάντος
∆ιάρκεια βύθισης: Το χρονικό διάστηµα κατά το οποίο η τάση έχει τιµήµικρότερη από 90%
4
Βύθιση Τάσης
0 100 200 300 400 500 600
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
Time in ms
Vol
tage
in k
V
3
5
Βύθιση και στις τρεις φάσειςΜέγεθος βύθισης: Η ελάχιστη rms τάση εκ των τριών φάσεων κατά τηδιάρκεια του συµβάντος
∆ιάρκεια βύθισης: (Συνήθως) Η διάρκεια που αντιστοιχεί στην φάση µε τηνελάχιστη rms τιµή
6
Πρότυπα
Μέγεθος βύθισης(ΙΕΕΕ 1159): 90% - 10% της ονοµαστικής(ΕΝ 50160) : 90% - 1% της ονοµαστικής
∆ιάρκεια βύθισηςΙΕΕΕ 1159, ΕΝ 50160 : 0.5 κύκλοι – 1 min
4
7
Αιτίες Βυθίσεων
1. Εκκίνηση κινητήρων ή απότοµη αλλαγή του φορτίουΑπότοµη πτώση, αργή ανάκαµψηΣυµµετρική βύθιση
2. Ενεργοποίηση µετασχηµατιστώνΑπότοµη πτώση, αργή ανάκαµψηΑσύµµετρη βύθιση
3. Βραχυκυκλώµατα (σφάλµατα)Απότοµη πτώση, απότοµη ανάκαµψηΣυµµετρική ή ασύµµετρη βύθιση
8
Βυθίσεις λόγω σφαλµάτων
Οι πελάτες υπόκεινταιµια διακοπή
Οι πελάτες υπόκεινταιµια βύθιση
Συµµετρικά σφάλµατα --> Συµµετρικές βυθίσειςΑσύµµετρα σφάλµατα --> Ασύµµετρες βυθίσεις
5
9
Παράδειγµα µέτρησης (Ασύµµετρη βύθιση)
10
Μέγεθος βύθισης συναρτήσει του Χρόνου
0 5 10 15 208.5
9
9.5
10
10.5
11
11.5
Time in Cycles
RM
S v
olta
ge in
kV
6
11
Εξελισσόµενες ή πολλαπλών επιπέδωνβυθίσεις (Developing or multistage dips) λόγω σφαλµάτων
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
-300
-200
-100
0
100
200
300
Time in Seconds
Pha
se V
olta
ge in
V
12
Παραδείγµατα µετρήσεων
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.2560
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
Time in Seconds
Phas
e Vo
ltage
in V
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Volta
ge R
MS
(pu)
0 100 200 300 400 500 600Time(msec)
700
Μονοφασικό σφάλµα
∆ιφασικό µε γη σφάλµα
Τριφασικό σφάλµα
1. Προηγούµενο παράδειγµα µέτρησης 2. Άλλο παράδειγµα µέτρησης
7
13
Βυθίσεις λόγω εκκίνησης κινητήρων
MΟ κινητήρας απορροφά ένα µεγάλο ρεύµα
Οι πελάτες σε όλες τις γραµµές διανοµήςυπόκεινται µια βύθιση
τάση
ρεύµα
rmsτιµές
χρόνος
υπερένταση
14
Παράδειγµα µέτρησης
8
15
Μέγεθος βύθισης συναρτήσει του χρόνου
0 2 4 6 8 10 12195
200
205
210
215
220
Time in Cycles
RM
S v
olta
ge in
V
16
Βύθιση λόγω ενεργοποίησης µετασχηµατιστή
Ο Μ/Σ απορροφά ένα µεγάλο ρεύµακατά την ενεργοποίηση το οποίο περιέχειµεγάλο ποσοστό άρτιων αρµονικών
Οι πελάτες σε όλες τις γραµµές διανοµήςυπόκεινται βύθιση και σοβαρή παραµόρφωσηµε αρµονικές δεύτερης τάξης
9
17
Παράδειγµα µέτρησης
0 5 10 15 20 25 3010
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
10.8
10.9
11
Time in Cycles
RM
S v
olta
ge in
kV
18
Σφάλµα και ανάκαµψη παρουσία κινητήρων
τάση
ταχύτητα
Οι κινητήρες προκαλούν επιπλέον πτώση τάσης κατά τη διάρκειατου σφάλµατος και αργή ανάκαµψη µετά το σφάλµα
Ρεύµακινητήρα
10
19
Παράδειγµα µέτρησης(Συµµετρική βύθιση)
0 2 4 6 8 10 12 140.19
0.195
0.2
0.205
0.21
0.215
0.22
0.225
Time in Cycles
RM
S v
olta
ge in
kV
Οι κινητήρες επιβραδύνουν
Οι κινητήρες επιταχύνουν
0 5 10 15 200.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
1
1.05
time in cycles
volta
ge m
agni
tude
in p
u
20
Παράδειγµα µέτρησης(Ασύµµετρη βύθιση)
Οι κινητήρεςεπιβραδύνουν
Οι κινητήρες επιταχύνουν
11
21
Άλλα χαρακτηριστικά των βυθίσεων
0 1 2 3 4 5-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Time in cycles
Vol
tage
in p
u1. Μεταβολή της γωνίας της τάσης κατά το σφάλµα
(phase-angle jump)
22
2. Σηµείο στο κύµα όπου η τάση βυθίζεται
0 50 100 150 200 250 300 350-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
12
23
… ή ανακάµπτει
0 50 100 150 200 250 300 350
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
Time in degrees
Vol
tage
24
Υπολογισµός Μεγέθους Βύθισης λόγω Σφάλµατος
Μεταφορά
Υπο-µεταφορά
∆ιανοµή
Χαµηλή Τάση
A
B
C
D
1
2
3
45
13
25
1. Απλή µέθοδος υπολογισµού µεγέθους βύθισηςσε ακτινικά δίκτυα
EZS
Vsag
pccload
ZF fault
Vsag =ZF
ZS + ZF
E
E = 1puZF = zl
Vsag =zl
ZS + zl
∆ιαιρέτης τάσης
26
Μέγεθος βύθισης συναρτήσει της απόστασης ωςτο σφάλµα (και της ισχύος βραχυκύκλωσης)
0 10 20 30 40 500
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Distance to the fault in km
Sag
mag
nitu
de in
pu 75 MVA
200 MVA
750 MVA
14
27
Συναρτήσει της διατοµής του αγωγού (σε mm2)(εναέριες γραµµές)
0 5 10 15 20 250
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Distance to the fault in km
Sag
mag
nitu
de in
pu
50150
300
28
∆ιασπορά βυθίσεων τάσης
0 20 40 60 80 1000
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Distance to the fault in km
Sag
mag
nitu
de in
pu faults at 132 kV
faults at 33 kV
Συµπέρασµα: σφάλµατα ένα επίπεδο κάτω δίνουνρηχές βυθίσεις
φορτίο
pcc 132 kV, 3GVA
33 kV, 0.9GVA
15
29
Επίδραση του Μ/Σ ισχύος στη διάδοση τωνβυθίσεων
I
II
III
DY
DY
Μονοφασική βύθιση
∆ιφασική βύθιση
Μονοφασική βύθιση
Οι µονοφασικές βυθίσεις εξασθενούν καθώς διέρχονται απότον Μ/Σ ισχύος. Καθώς τα µονοφασικά σφάλµατα είναι ταπιο συχνά, ο Μ/Σ ισχύος συµβάλλει στη µείωση του αριθµούτον βυθίσεων και προς τις δύο πλευρές του Μ/Σ
30
2. Χρήση συνιστωσών ακολουθίας για τονυπολογισµό του µεγέθους βύθισης σε κάθε δίκτυο
E1
ZS1
U1
ZF1
ZS2
U2
ZF2
ZS0
U0
ZF0
Κύκλωµα θετικής ακολουθίας
Κύκλωµα αρνητικής ακολουθίας
Κύκλωµα µηδενικής ακολουθίας
16
31
Θέση σφάλµατος και µέγεθος βύθισης
∆ίκτυο Μεταφοράς
Τοπικό ∆ίκτυο∆ιανοµής
Αποµακρυσµένο∆ίκτυο ∆ιανοµής
ΦορτίοΜεγάλης διάρκειας«βαθιές» βυθίσεις
Μεγάλης διάρκειας«ρηχές» βυθίσεις
Μικρής διάρκειας«ρηχές» και «βαθιές» βυθίσεις
32
Κατανοµή των βυθίσεων ανάλογα µε τηναιτία και τη θέση του σφάλµατος
100%
80%
50%
0%0.1 s 1 sec
Μέγεθος
βύθισης
∆ιάρκεια βύθισης
Σφάλ
µατα
στοδίκτυο
µεταφοράς Σφάλµατα σε άλλα
δίκτυα διανοµής
Σφάλµατα στο τοπικόδίκτυο διανοµής
Κινητήρες & Μ/Σ
∆ιακοπές
ασφάλειες
17
33
Εκτίµηση του αναµενόµενου αριθµού των βυθίσεων τάσης
1. Καταγραφή των βυθίσεων τάσης
Η πιο δηµοφιλής µέθοδος∆ίνει πάντα και µε ακρίβεια την πρόσφατη συµπεριφορά του ΣΗΕΕπαλήθευση-διόρθωση των αποτελεσµάτων µιας µεθόδου στοχαστικής
εκτίµησηςΠαρέχει πληροφορίες και για άλλα (γνωστά ή άγνωστα) φαινόµενα τα οποία
είναι δύσκολο να εκτιµηθούν µε κάποια άλλη µέθοδοΠαρέχει τα στοχαστικά δεδοµένα που απαιτούνται από τις µεθόδους
στοχαστικής εκτίµησης (ρυθµό σφάλµατος, πιθανότητα εµφάνισης κάθετύπου σφάλµατος κλπ)
• ∆απανηρή µέθοδος• Απαιτεί µεγάλη περίοδο καταγραφών για τη λήψη αποτελεσµάτων µε καλήακρίβεια λόγω: αλλαγής της διάταξης του ΣΗΕ, µεταβλητότητας των καιρικώνσυνθηκών κλπ
34
Στοχαστική εκτίµηση του αναµενόµενου αριθµού τωνβυθίσεων τάσης λόγω σφαλµάτων
Τάση κατά το σφάλµα + Στοχαστικά δεδοµένα (µ.ο.) = Εκτίµηση του αναµενόµενου αριθµού βυθίσεων
Η απαιτούµενη ακρίβεια λαµβάνεται αµέσωςΣτοχαστική εκτίµηση και ενός ΣΗΕ κατά το σχεδιασµό ώστε να
µελετηθούν διαφορετικές διαµορφώσεις αυτού, Καλύτερη εκτίµηση άλλων παραγόντων (αλλαγής της διάταξης του ΣΗΕ,
µεταβλητότητας των καιρικών συνθηκών κλπ)∆υνατότητα αξιολόγησης και των µεθόδων αντιµετώπισης των βυθίσεων
• Στηρίζεται στην ακρίβεια των στοχαστικών δεδοµένων• Περιλαµβάνει απλοποιήσεις κατά τη µοντελοποίηση των µεθόδωνυπολογισµού και εκτίµησης των βυθίσεων
Top Related