UTICAJ MALIH NELINEARNIH POTROŠAČA     Crnogorski Komitet CIGRE I Savjetovanje   Referat C4-08: 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.    

procesa deregulacije elektroprivrede – ZAMAJCI INTENZIVNOM     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≤16A) kao izvori mrežnog zaprljanja 1/15    

i Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu     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 (DPO4104-Tektronix) i Power Quality Analyser (CA 8332B - Chauvin Arnoux) Istraživanja uticaja grupe računara sprovedena u skaladu sa IEC 61000-4-7 Standardom 2/15    

VAŽNI POKAZATELJI KVALITETA ELEKTRIČNE ENERGIJE     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    

RAČUNAR KAO IZVOR VIŠIH HARMONIKA     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 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    

TV PRIJEMNIK KAO IZVOR VIŠIH HARMONIKA     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 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    

FLUO SVETILJKA KAO IZVOR VIŠIH HARMONIKA     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    

GRUPNO OPTEREĆENJE (PC+FC+TV) KAO IZVOR VIŠIH HARMONIKA     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 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 7.8 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    

UTICAJ JEDNOVREMENOG RADA GRUPE RAČUNARA NA NAPONSKE PRILIKE U MREŽI     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    

na samoj granici regularnosti!     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    

potencijalne uzročnike mrežnog zaprljanja!     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    

UTICAJ MALIH NELINEARNIH POTROŠAČA     Crnogorski Komitet CIGRE I Savjetovanje   Referat C4-08: 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.