Gids voor de evaluatie van. harmonischen

Transcriptie

1 Gids voor de evaluatie van harmonischen C10/19 RCP097 05/2006

2 Synthese Voor de evaluatie van harmonischen heeft men gegevens nodig van de leverancier of de constructeur van de belasting EN van de netbeheerder. De gegevens die we nodig hebben zijn: Het kortsluitvermogen van de post die de netgebruiker voedt Het type en de afmetingen van de kabel(s) en/of de lijn(en) tussen de voedingspost en de netgebruiker De eigenschappen van de belasting Eens we deze gegevens hebben, kunnen we beginnen met de berekeningen! pagina 2 van 8 C10/19 RCP097 05/2006

3 Inhoudstabel 1. INLEIDING HANDLEIDING PAGINA PAGINA PAGINA PAGINA PAGINA PAGINA DEFINITIES... 8 pagina 3 van 8 C10/19 RCP097 05/2006

4 1. Inleiding Dit rapport dient als handleiding om de excel-file "Harmonischen" in te vullen die het aansluiten van strorende belsatingen in laagspanning behandelt wat betreft de harmonischen. Aan de hand van een expliciet voorbeeld, zullen we de tabbladen één voor één doorlopen om de juiste manier voor het invullen van de file te tonen! 2. Handleiding Een excel-file om te bepalen of een storende belasting (wat betreft harmonischen) al dan niet mag worden aangesloten in het laagspanningsnet werd op punt gesteld. De handleiding voor deze file bevindt zich in de volgende paragrafen. Veronderstellen we dat we op een bepaalde plaats een belasting moeten aansluiten waarvoor we over de volgende gegevens beschikken: Netgegevens: 1. Post: kortsluitvermogen = 400 MVA ; spanning = 15 kv 2. Transformator 15kV / 400 V; kortsluitvermogen = 630 kva; u cc = 8% 3. Een kabel uit aluminium (Alu) van 200 meter en met een sectie van 150 mm² 4. een kabel uit koper (Cu) van 50 meter en met een sectie van 95 mm² gegevens van de belasting: 1. Belasting 1: driefasige evenwichtig verdeelde belasting Gevoed op 400 V Nominale stroom van 56 A R sce = Belasting 2: driefasige evenwichtig verdeelde belasting Gevoed op 400 V Nominale stroom van 56 A Harmonische stromen (in percent van de fundamentele stroom!!!) H5 H7 H11 H13 THD PWHD , Pagina 0 Dit tabblad dient om de inhoud van de andere tabbladen van de file te beschrijven. Een korte inhoud van elk tabblad wordt gegeven. Dit tabblad dient niet om waarden te berekenen die dan vergeleken worden met de norm. pagina 4 van 8 C10/19 RCP097 05/2006

5 2.2 Pagina 1 Dit tabblad laat u toe om de kortsluitspanning in het aansluitingspunt van de netgebruiker te berekenen (P cc ). Om dit tabblad in te kunnen vullen heeft men de gegevens van de netbeheerder nodig. De tabel van het tabblad "Pagina 1" ziet er dan als volgt uit: S cc,mv : Vermogen : 400 (MVA) R sc,mv : 0,098 Hoek : 80 ( ) X sc,mv : 0,554 *i Spanning : 15 (kv) Z sc,mv : 0,563 Transfo : Primaire : 15 (kv) R t,mv : 0 Secundaire : 400 (V) X t,mv : 28,571 *i Nominaal vermogen : 630 (kva) Z t,mv : 28,571 ucc : 8 (%) R tot,mv : 0,098 Kabel/Liin 1 : Lengte : 200 (m) X tot,mv : 29,125 *i Sectie : 150 (mm²) Z tot,mv : 29,126 type : Alu R 1 : 0,039 (Ohm) R tot,lv : 0,000 X 1 : 0,020 (Ohm) X tot,lv : 0,021 *i Z tot,lv : 0,021 Kabel/Liin 2 : Lengte : 50 (m) Sectie : 95 (mm²) R tot,pcc : 0,048 type : Cu X tot,pcc : 0,046 *i R1 : 0,009 (Ohm) Z tot,pcc : 0,066 X1 : 0,005 (Ohm) : Kortsluitvermogen Kabel/Liin 3 : Lengte : (m) 2415,27 kva in het aansluitpunt S sc,pcc : Sectie : 1 (mm²) van de netgebruiker type : Cu 43,63 ( ) : Hoek Figuur 1 : Voorbeeld voor "Pagina 1" een post, een transformator en twee stukken kabel De vakjes met een gele achtergrond geven de gegevens van de post en de transformator voor; deze met een groene achtergrond geven de stukken kabel/lijn weer. Zoals u kan zien zijn er slechts twee stukken kabel; de waarde voor de lengte van de 3 de, 4 de en 5 de kabel zijn nul. In dat geval kan men het vakje voor de lengte van de kabel leeg laten of er "0" in invullen. De vakjes met de sectie van de kabels moet altijd een waarde hebben verschillend van 0 (ook al bestaan ze niet) omdat deze waarde gebruikt wordt in de noemer van de formule die de impedantie van de kabels berekent en deze mag dus niet nul zijn (zoniet krijgt men een foutmelding)! Rechts onderaan verschijnt dan het kortsluitvermogen in het aansluitingspunt van de netgebruiker. Deze waarde wordt automatisch gekopieerd naar het tabblad "Pagina 3" en moet dus niet gekopieerd worden! 2.3 Pagina 2 Voor de twee types belastingen worden de nominale spanning en de nominale stroom opgegeven. Deze twee waarden moeten in de eerste tabel van het tabblad "Pagina 2" ingevuld worden. De R sce die eruit volgt wordt ook automatisch gekopieerd naar het tabblad "Pagina 4". pagina 5 van 8 C10/19 RCP097 05/2006

6 Geval 1 : Eénfasige belasting gevoed tussen fase en nulgeleider =U p I equ S equ Geval 2 : Eénfasige belasting gevoed tussen fasen =U i I equ Geval 3 : Evenwichtige driefasige belasting =sqrt(3) U i I equ Geval 4 : Niet-evenwichtige driefasige belasting =3 U p I equmax Geval 1 : U p (V)= 230 S equ = 0 U mag dit geval niet I equ (A) = S sc = 2415 Geval 2 : U i (V) = 400 S equ = 0 U mag dit geval niet I equ (A) = S sc = 2415 Geval 3 : U i (V) = 400 S equ = 39 I e qu (A) = 56,00 S sc = 2415 S equ (kva) = 38,80 Rsce = 62,25 Geval 4: U p (V) = S equ = 0 U mag dit geval niet I equmax (A) = S sc = 2415 Figuur 2 : Voorbeeld voor "Pagina 2" de nominale spanning en de nominale stroom van een belasting Een automatische waarschuwing wordt gegenereerd om er u aan te herinneren dat er slechts één geval mag ingevuld worden!!! In de tweede tabel, rechts van de eerste, ziet u dat de voor de belasting beschikbare R sce berekend wordt. Dit is in feite de verhouding tussen het vermogen van de belasting - berekend op basis van de nominale spanning en de nominale stroom die u hebt ingevuld en het kortsluitvermogen in het aansluitingspunt die berekend wordt op basis van de gegevens die u hebt ingevuld in het tabblad "Pagina 1". Vanaf nu moeten we een onderscheid maken tussen de twee belastingen. Voor een belasting die wordt beschreven zoals "belasting 1" in de paragraaf 2, vult u de R sce die door de constructeur werd opgegeven in in de derde tabel van het tabblad "Pagina 2". Dit geeft het volgende resultaat: Geval 1 : Eénfasige belasting gevoed tussen fase en nulgeleider =U p I equ S equ Geval 2 : Eénfasige belasting gevoed tussen fasen =U i I equ Geval 3 : Evenwichtige driefasige belasting =sqrt(3) U i I equ Geval 4 : Niet-evenwichtige driefasige belasting =3 U p I equmax Geval 1 : U p (V)= 230 S equ = 0 U mag dit geval niet I equ (A) = S sc = 2415 Geval 2 : U i (V) = 400 S equ = 0 U mag dit geval niet I equ (A) = S sc = 2415 Geval 3 : U i (V) = 400 S equ = 39 I equ (A) = 56,00 S sc = 2415 S equ (kva) = 38,80 Rsce = 62,25 Geval 4: U p (V) = S equ = 0 U mag dit geval niet I equmax (A) = S sc = 2415 Figuur 3 : Voorbeeld voor "Pagina 2" R sce opgegeven door de constructeur Rsce gegeven door de constructeur: Pagina 3 Indien de storende belasting beschreven wordt zoals "belasting 2" van paragraaf 2, moet u de gegevens betreffende de harmonische stromen invullen in de tabel van het tabblad "Pagina 3". pagina 6 van 8 C10/19 RCP097 05/2006

7 Aangezien de "belasting 2" een driefasige evenwichtige belasting is, moet u "Tabel B" van het tabblad "Pagina 3" invullen. Terwijl u de verschillende waarden invult voor de harmonischen zult u zien dat de waarde voor R sce verandert. In feite zal elke harmonische stroom een eigen R sce vragen, en het zal de hoogste van deze verschillende waarden zijn die wordt weerhouden voor de uiteindelijke berekening. Wanneer we de stromen invullen bekomen we: De vakjes met een groene achtergrond MOGEN ingevuld worden!!!! Tabel A : EENFASIG materiaal of DRIEFASIG NIET EVENWICHTIG materiaal R sce van I 3 R sce van I 5 R sce van I 7 R sce van I 9 R sce van I 11 R sce van I 13 R sce van THD R sce van PWHD I 3 I 5 I 7 I 9 I 11 I 13 THD PWHD -333, R sce min = -70 Tabel B : DRIEFASIG EVENWICHTIG materiaal R sce van I 5 R sce van I 7 R sce van I 11 R sce van I 13 R sce van THD R sce van PWHD I 7 I 11 I 13 THD PWHD , ,33 75,00 92,00 27,27 53,33 R sce min = 92,00 Tabel C : DRIEFASIG EVENWICHTIG materiaal + één van de voorwaarden "X" R sce van I 5 R sce van I 7 R sce van I 11 R sce van I 13 R sce van THD R sce van PWHD I 5 I 7 I 11 I 13 THD PWHD 0,00 0,00 10,71 10,00 0,00-48,15 R sce min = 10,71 Figuur 4 : Voorbeeld voor "Pagina 3" een belasting die wordt gekarakteriseerd door haar harmonische stromen Uiteindelijk ziet u het cijfer "92,00" verschijnen in de "Tabel B". Deze waarde zal opnieuw automatisch gekopieerd worden naar het tabblad "Pagina 4". Nota :U zal zien dat er steeds een waarde "10,71" verschijnt in "Tabel C"; deze waarde komt voort uit het feit dat er in de berekening van de R sce in "Tabel C" constanten voorkomen die automatisch worden weergegeven. 2.5 Pagina 4 Dit tabblad geeft het resultaat van de berekeningen weer en duidt aan of de belasting al dan niet mag aangesloten worden. In ons geval is het eindresultaat anders naargelang de belasting: "Belasting 1": Indien de verificatie "OK" is, mag u de belasting aansluiten Indien de verificatie "NOK" is, mag u de belasting niet aansluiten Indien de verificatie "NA" is, moet u informatie vragen aan de constructeur (zie pagina 1) Rsce gevraagd door de belasting : Rsce ter beschikking van de belasting : 58,00 62,25 OK Deze belasting mag aangesloten worden!!! pagina 7 van 8 C10/19 RCP097 05/2006

8 "Belasting 2": Indien de verificatie "OK" is, mag u de belasting aansluiten Indien de verificatie "NOK" is, mag u de belasting niet aansluiten Indien de verificatie "NA" is, moet u informatie vragen aan de constructeur (zie pagina 1) Rsce gevraagd door de belasting : Rsce ter beschikking van de belasting : 92,00 62,25 NOK Deze belasting mag niet aangesloten worden!!! 2.6 Pagina 5 Dit tabblad dient enkel als referentiepunt om te weten welke harmonische stromen getolereerd worden bij een bepaalde R sce. Dit tabblad wordt niet gebruikt bij de verificatie of de belasting al dan niet mag aangesloten worden. Bijvoorbeeld, indien de constructeur een R sce van 88 opgeeft, kan u de volgende harmonische stromen toelaten (we kijken naar "Tabel B" aangezien onze belasting driefasig is en in evenwicht): Tableau B : DRIEFASIG EVENWICHTIG materiaal Voor een gegeven R sce tussen 33 en 350: R sce = 88,00 OK Limieten : I 5 I 7 I 11 I 13 THD PWHD 15,92 10,28 5,52 3,40 18,68 26,60 Constructeur : I 5 I 7 I 11 I 13 THD PWHD Vergelijking : I 3 I 5 I 7 I 9 THD PWHD Limites : I 2 I 4 I 6 I 8 I 10 I 12 Limiet = (16/n) % 8 4 2,67 2 1,6 1,33 Constructeur : I 2 I 4 I 6 I 8 I 10 I 12 Comparaison : I 2 I 4 I 6 I 8 I 10 I U verkrijgt dus de limietwaarden voor de harmonische stromen die u bijvoorbeeld kan controleren door een meting uit te voeren. 2.7 Definities In dit tabblad vindt u ter informatie de definities van de norm IEC terug. pagina 8 van 8 C10/19 RCP097 05/2006