Dit document is een complete samenvatting [26pag] en een mini samenvatting [10pag] (ideaal om snel eens je leerstof na te kijken) van het vak Power Quality, gedoctoreerd door Prof. Koenraad Van Reusel aan de Technologiecampus Gent van KU Leuven.
Dit vak maakt onderdeel uit van de Master in de in...
0.1 Contextual developments
• Deregulering van nutsvoorzieningen
• Gedistribueerde generatie
• Globalisering
o PQ-benchmarking → niet elke plek heeft zelfde kwaliteit elektriciteit
• Energiedienst: contracten
0.2 What is Power Quality?
• Betrouwbaarheid? (= oogpunt van nut)
• Kenmerken die de apparatuur mogelijk maken om goed te werken? = punt van de fabrikant
• PQ is door de consument gestuurd probleem
➔ Elk stroomprobleem gemanifesteerd in spannings-, stroom- of frequentieafwijkingen die resulteren in een
storing of verkeerde werking van de apparatuur van de klant
Oorzaken van PQ-problemen: nutsbedrijf ↔ klantperspectief
Causes of PQ problems
Capacitor switching ⇒ transient overvoltages
Momentary fault in the system ⇒ voltage sag
Natural phenomena (e.g. lighting)
→ allemaal steeds oplosbaar maar kost steeds geld ➔ nooit streven naar 100% ➔ wel naar optimum kost/kwaliteit
Economics of PQ solutions
Niveau van PQ vereist = dat niveau dat zal resulteren in een goede werking van de apparatuur in een bepaalde faciliteit
→ d.w.z. PQ wordt bepaald door de prestaties en productiviteit van eindgebruikersapparatuur
0.3 Power Quality = Voltage Quality
Voedingssysteem kan alleen de spanning regelen
➔ normen van PQ = de voedingsspanning binnen bepaalde limieten houden
Stroom die door de impedantie van het systeem gaan kan verschillende storingen veroorzaken:
0.4 Why are we concerned about PQ?
• Industrie: economische gevolgen → veel geld in verband met verstoringen
• Nutsvoorzieningen: energiedienst → gebonden aan contracten + concurrentie
• Leveranciers van apparatuur: concurrentie = ontmoedigend om PQ-eigenschappen te weerstaan
→ willen weten welke PQ klanten willen → al dan niet meer C in plaatsen
1.1 Transients
Gedempte oscillerende transiënt als gevolg van RLC-netwerk
• Common mode: Between line (neutral) and ground
• Normal mode: Between line and neutral
1.2 Impulsive transient
Een plotselinge niet-stroomfrequentieverandering (niet op 50Hz) in de stabiele toestand van spanning, stroom of beide
die unidirectioneel in polariteit is
• Gekenmerkt door stijg- en vervaltijden
o bijv.: 1,2 x 50 µs 2000 volt
• Oorzaak: bliksem
• Hoge F → vorm = f (standpunt in het systeem)
• Over het algemeen niet ver van de bron uitgevoerd waar ze het
voedingssysteem binnenkomen
• Kan de natuurlijke frequentie van stroomcircuits opwekken en oscillerende
transiënten produceren
1.3 Oscillatory transient
Een plotselinge niet-stroomfrequentieverandering (niet op 50Hz) in de
stabiele toestand van spanning, stroom of beide die zowel positieve als
negatieve polariteitswaarden omvat
• Beschreven door zijn spectrale inhoud (overheersende frequentie),
duur, omvang
• Hoge, gemiddelde en lage frequentie
> 500 kHz 5 kHz < voorbijgaande < 500 kHz <5 kHz
Duur [µs] Duur [10 x µs] Duur: 0,3 tot 50 ms
Oorzaak: een lokale systeemreactie Oorzaak: Oorzaak: bekrachtiging van de
op een impulsieve transiënt • Back-to-back condensatorbank
condensatorbekrachtiging [300 Hz < f < 900 Hz; piek tot 2 pu]
• Kabel schakelen <300 Hz:
• Systeemreactie op een • Ferroresonantie en
impulsieve voorbijgaande transformatorbekrachtiging
• Systeemrespons door resonantie
met laagfrequente componenten
in de inschakelstroom van de
transformator (2e en 3e
harmonische)
,1.4 Long-Duration Voltage Variations
• RMS afwijkingen > 1 min
• Over- of onderspanningen
• Oorzaak:
o Belastingsvariatie
o Systeemschakelhandelingen
Long-duration voltage variations overvoltage
• RMS wisselspanning > 110%; > 1 minuut
• Oorzaak:
o Uitschakelen van een grote belasting
o Bekrachtigen van een condensatorbank
o Onjuiste tap settingop transformatoren
Long-duration voltage variations undervoltage
• RMS wisselspanning < 90%; > 1 minuut
• Oorzaak:
o Schakelgebeurtenissen (belasting inschakelen, een condensatorbank uitschakelen)
o Overbelaste circuits
o Onjuiste tikinstelling op transformatoren
Long-duration voltage variations sustained interruptions
• Spanning = 0;
• Duur > 1 min
• Menselijke tussenkomst is nodig
• = de afwezigheid van spanning gedurende lange perioden
• Tijd:
o Instantaneous (0.5 – 30 cycles) (OPM: meeste systemen niet gevoelig aan < 0.5 cycles)
o Momentary (30 cycles – 3s) (OPM: RMS waarde alt pas te berekenen na halve periode)
o Temporary (3s- 1 min)
• Oorzaak:
o Foutcondities
o Bekrachtiging van grote belastingen (hoge aanloopstromen)
o Intermitterende losse verbindingen
• Beschermende apparaten werken om de fout uit te schakelen
1.6 Interruption
• V of I < 0,1 pu; = onderbreking
• Duur < 1 min
• Oorzaken:
o Storingen in het voedingssysteem
o Apparatuurstoringen
o Besturingsstoringen
• Duur bepaald door de bedrijfstijd van beveiligingsapparatuur
voor nutsvoorzieningen
• Kan worden voorafgegaan door een spanningsverzakking
OPM: Figuur: 1 fase in overspanning, de rest in onderspanning
, 1.7 Sags
• 0,1 pu < RMS V of I < 0,9 pu;
• 0,5 cyclus < duur < 1 min
• “dip” = IEC-definitie;
• “sag” = VS definitie
• Oorzaken:
o System faults
o Energization of heavy loads
o Starting of large motors
Een dip van 20%? → V = 0,8 of 0,2 pu? ➔ 20% dip = RMS V 0,8 pu
1.8 Swells
• 1,1 pu < rms V of I < 1,8 pu;
• 0,5 cyclus < duur < 1 min
• Oorzaak:
o Systeemfoutcondities: bijv. tijdelijke spanningsstijging op de niet-aangedane fasen tijdens SLG-fout
o Uitschakelen van een grote belasting
o Bekrachtigen van een grote condensatorbank
• Gekenmerkt door omvang en duur
1.9 Spanningsonbalans:
Maximale afwijking van het gemiddelde van de 3F spanningen of
stromen gedeeld door het gemiddelde van de 3F spanningen of
stromen
V0/V1 of V2/V1
Oorzaak: enkelfasige belastingen op 3F circuit
1.10 Golfvormvervorming
Steady-state afwijking van een ideale sinusgolf van vermogensfrequentie
Gekenmerkt door de spectrale inhoud van de afwijking
DC offset
• Aanwezigheid van gelijkspanning (stroom) in een wisselstroomsysteem
• Oorzaak:
o Asymmetrie van elektronische stroomomvormers
o Halve golf rectificatie
• Nadelige effecten:
o Voorspanning transformatorkernen (verzadiging → verwarming → levenscyclus ↓)
o Elektrolytische erosie van aardelektroden en andere connectoren
Harmonics
• Sinusvormige spanningen (stromen) met frequenties = gehele veelvouden van grondfrequentie
• Oorzaak:
o niet-lineaire kenmerken van apparaten en belastingen
• Karakteriseren:
o Volledig spectrum met magnitudes en fasehoeken
o THD (totale harmonische vervorming) % van de fundamentele stroomsterkte op het moment van meting
o TDD (Totale vraagvervorming) % van een bepaalde nominale belastingsstroom
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller Pj0tr. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $8.69. You're not tied to anything after your purchase.
