전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 (ICREPQ 용지)

저자: A. 알메이다, L. 모레이라. J. 얇은

ISR - 전기 코임브라 컴퓨터 공학 대학학과, 폴로 II 3030-290 코임브라 (포르투갈) 전화: +351 239 796 218, 팩스: +351 239 406 672 이메일: adealmeida@isr.uc.pt, licinio@isr.uc.pt, Jdelgado@elect.estv.ipv.pt.

추상: 이 논문에서, 주요 전력 품질 (PQ) 문제는 관련 원인과 결과에 관한 정보들로 안내되게됩니다. PQ와 관련된 경제적 영향이 특징. 최종적으로, PQ 문제를 완화 할 수있는 몇 가지 방법이 제시된다.

키워드

전원 품질, 전력 품질 문제, 전력 품질 비용, 전원 품질 솔루션.

1. 소개

전원 품질 (PQ) 관련 문제는 요즘 가장 관심있다. 전자 장비의 광범위한 사용, 정보 기술 장비와 같은, 이러한 가변 속도 드라이브와 같은 파워 일렉트로닉스 (ASD), 프로그래머블 로직 컨트롤러 (PLC), 에너지 효율적인 조명, 전기 부하 자연의 완전한 변화를 주도. 이 하중은 동시에 주요 causers 및 전력 품질 문제의 주요 희생자. 으로 인해 비선형에, 이러한 하중은 전압 파형에 교란을 일으킬.

기술 사전과 함께, 세계 경제의 조직은 세계화를 향해 진화하고 많은 활동의 이윤은 감소하는 경향. 프로세스의 대부분의 민감도를 증가 (산업의, 서비스도 주거) 문제를 PQ하는 것은 품질과 전력의 가용성에게 모든 활동 분야에서의 경쟁력을위한 중요한 요인으로 바뀝니다. 가장 중요한 영역은 연속 공정 산업 및 정보 기술 서비스 아르. 방해가 발생하는 경우, 엄청난 재정 손실이 발생할 수 있습니다, 생산성과 경쟁력의 필연적 인 손실.

많은 노력이 유틸리티에 의해 촬영되어 있지만, 일부 소비자는 높은 현대 전기 네트워크에 의해 제공되는 수준보다 PQ의 레벨을 필요. 이것은 몇 가지 대책 력 품질의 높은 수준을 달성하기 위해주의해야 함을 의미.

2. 전력 품질 문제의 유형

전력 품질 문제의 가장 일반적인 유형은 표 I에 제시되어있다.

3. 전력 품질 특성

심지어 가장 진보 송배전 시스템은 현대 사회에서 부하의 적절한 작동을위한 신뢰성의 원하는 레벨로 전기 에너지를 제공 할 수 없다. 현대 T&디 (전송 및 유통) 시스템은 위해 예상된다 99,9 에 99,99% 가능. 이 값은 네트워크의 리던던시 레벨의 매우 의존적이다, 지리적 위치 및 전압 레벨에 따라 다른 어느 (가용성은 HV 네트워크에서 높은). 일부 원격 사이트에서, T의 가용성&D 시스템의 낮은 수 있습니다 99%. 도 함께 99,99% 수준의 동등한 중단 시간이있다 52 연간 분.

현대 디지털 경제에서 가장 까다로운 공정으로 전기 에너지를 필요로 99.9999999% 가능 (9-나인 신뢰성) 제대로 작동하는.

사이에 1992 과 1997, EPRI는 장애의 평균 기간을 특성화하기 위해 미국에서 연구를 수행. 일반적인 사이트의 결과, 6 년의 기간은 아래에 제시되는 동안에.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_0무화과. 1 - 전형적인 시설에 대한 지속 시간에 의해 PQ 장애의 전형적인 분포 6 년 (1992-97) 미국 [2].

표 I - 가장 일반적인 전력 품질 문제 [ 1], [4]

1. 전압 처지 (또는 딥) 기술: 간의 정상적인 전압 레벨의 감소 10 과 90% 전력 주파수에서의 공칭 전압의 RMS, 의 기간에 대한 0,5 에 사이클 1 분.원인: 전송 또는 배포 네트워크 오류 (병렬 피더에 대부분의 시간). 소비자의 설치시 오류. 무거운 하중의 연결 및 대형 모터의 시동.결과: 정보 기술 장비의 고장, 즉, 마이크로 프로세서 기반의 제어 시스템 (PC를, PLC를, 의 ASD, 등) 그 프로세스 정지로 이어질 수 있습니다. 접촉기 및 전자 기계 릴레이의 트리핑. 단선 및 전기 회전 기계의 효율성의 손실.

2. 매우 짧은 중단

 

기술: 하나 또는 두 개의 초 몇 밀리 초에서 시간에 대한 전기 공급의 총 중단.원인: 주로 보호 장치의 개방과 자동 재 폐쇄에 의한 네트워크의 고장난 섹션 서비스를 해제. 주요 고장 원인은 절연 불량하다, 번개와 절연체 섬락.결과: 보호 장치의 트리핑, 데이터 처리 장치의 정보 및 오동작의 손실. 민감한 장비의 정지, 등의 ASD로, PC를, PLC를, 사람들은 이런 상황에 대해 준비하지 않는 경우.
3. 긴 중단 기술: 보다 큰 시간 동안 전기 공급의 총 중단 1 에 2 초원인: 전력 시스템의 네트워크 장비 고장, 폭풍과 객체 (나무, 자동차, 등) 눈에 띄는 선 또는 극, 화재, 인간의 오류, 보호 장치의 조정 불량이나 고장.결과: 모든 장비의 정지.

4. 전압 스파이크

 

기술: 몇 밀리 초에 몇 마이크로 초에서 지속 시간에 대한 전압 값의 매우 빠른 변화. 이러한 변화는 볼트의 수천에 도달 할 수 있습니다, 심지어 낮은 전압에서.원인: 번개, 선 또는 역률 보정 커패시터 스위칭, 무거운 하중의 분리.결과: 구성 요소의 파괴 (특히 전자 부품) 및 절연 재료, 데이터 처리 에러 또는 데이터 손실, 전자기 간섭.

5. 전압 팽창

 

기술: 전압의 순간적인 증가, 전원 주파수에서, 일반 공차 외부, 한 사이클 이상 및 전형적 미만 몇 초의 지속 시간.원인: 무거운 하중의 시작 / 정지, 심하게 치수 전원, 심하게 규제 변압기 (주로 오프 피크 시간 동안).결과: 데이터 손실, 조명과 스크린의 깜빡 거림, 정지 또는 민감한 장비의 손상, 전압 값이 너무 높으면.

6. 고조파 왜곡

 

기술: 전압 또는 전류 파형은 비 정현파의 형태를 가정. 파형은 서로 다른 크기 및 위상을 가진 다른 사인 웨이브의 합계에 해당, 전력 시스템 주파수의 배수 인 주파수를 갖는.원인: 클래식 소스: 자화 곡선의 무릎 작업 전기 기계 (자기 포화), 아크로, 용접기, 정류기, 및 DC 브러시 모터. 현대 소스: 모든 비선형 부하, 등의 ASD 등의 전력 전자 장치, 모드 전원 투입, 데이터 처리 장비, 고효율 조명.결과: 공명의 발생 증가 가능성, 3 상 시스템에서 중립 과부하, 모든 케이블 및 장비의 과열, 전기 기계 효율의 손실, 통신 시스템과 전자기 간섭, 평균 읽기 미터를 사용하여 측정 오류, 열 보호의 성가신 트리핑.

7. 전압 변동

 

기술: 전압 값의 발진, 주파수의 신호에 의해 진폭 변조 0 에 30 Hz에서.원인: 아크로, 전기 모터의 빈번한 기동 / 정지 (예를 엘리베이터에 대한), 진동 하중.결과: 대부분의 결과는 부족 전압에 공통적으로. 대부분의인지 결과는 조명과 스크린의 깜빡입니다, 시각적 인식의 비정상의 인상을주는.

8. 소음

 

기술: 전력 시스템 주파수의 파형에서 높은 주파수 신호 중첩.원인: 이러한 전자 레인지 등 헤르츠 파에 의해 유발 전자기 간섭, 텔레비전 확산, 인해 용접 기계에 방사선, 아크로, 전자 기기. 부적절한 접지는 원인이 될 수있다.결과: 민감한 전자 장비에 장애, 일반적으로 파괴하지. 데이터 손실 및 데이터 처리 오류가 발생할 수 있습니다.

9. 전압 불평형

 

기술: 세 개의 전압 제어량 또는 그들 간의 위상 각 차이가 다른지되는 삼상 시스템의 전압 변동.원인: 큰 단상 부하 (유도로, 견인 하중), 시스템의 세 단계의 모든 단상 부하 잘못 배포 (이는 장애로도 될 수있다).결과: 언밸런스 시스템 모두 삼상 부하에 유해한 네거티브 시퀀스의 존재를 암시. 가장 영향을받는 하중은 삼상 유도 기계입니다.

그것은도에서 알 수있는 바와 같이. 1., 등록 된 장애의 대부분 (약 87%) 이하 지속 1 두 번째 만 12 이보다 더 큰 시간 1 분. 그것은 모든 이러한 장애는 장비의 오작동을 일으킬 것이 분명하다, 그러나 민감한 장비의 많은 종류가 영향을받을 수도.

EPRI의 또 다른 연구가 실시되었다, 사이에 1993 과 1999, 낮은 전압에서 PQ를 특성화하기 위해 (LV) 유통 네트워크. 이 연구는 결론 지었다 92% PQ 교란의 진폭이 최대 방울 전압 강하가 있었다 50% 아래 기간 2 초. 무화과. 2 아래 휘어짐의 전형적인 분포를 나타내고 0.5 초 미세 중단.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_1무화과. 2 - 미국의 LV 네트워크의 처짐 및 마이크로 중단 유통 [3].

유럽​​의 선진국의 상황은 미국에서 관찰 된 것과 매우 유사하다. 무화과. 3 기간 2002년 2월 1 월에 공급 모니터링 포르투갈의 중심의 산업 영역에서 PQ의 특성을 보여줍니다 2003.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_2무화과. 3 - 포르투갈의 산업 시설에서 전기 에너지 공급 장애의 특성.

4. 전력 품질 문제의 비용

PQ 문제의 비용은 여러 가지 요인에 크게 의존, 활동의 중심으로 사업 영역. 다른 요인, 사용 된 장비의 감도처럼
시설과 시장 상황, 다른 중, 또한 PQ 문제의 비용에 영향.

A. 전력 품질 비용의 평가

PQ 교란과 관련된 비용으로 분할 될 수있다:

  1. 직접 비용. 장애에 직접적으로 기인 할 수있는 비용. 이러한 비용은 장비의 손상을 포함, 생산 손실, 원료의 손실, 비 생산 기간 동안 급여 비용을 다시 시작 비용. 때때로, 비 생산 기간 동안 일부 절감 달성, 이러한 에너지 절약 등, 비용을 차감해야하는. 일부 장애는 생산 중단을 의미하지 않습니다, 하지만 관련된 다른 비용이있을 수 있습니다, 이러한 장비의 효율 및 장비의 수명 감소의 저감 등.
  2. 간접 비용. 이러한 비용은 평가하기가 매우 어렵다. 때문에 일부 장애 및 비 생산 기간에, 한 회사는 일부 납품하고 느슨한 미래의 주문 마감 시간을 달성 할 수 없습니다. 전력 품질 문제를 방지하기 위해 투자 간접 비용으로 간주 될 수있다.
  3. 비 물질적 인 불편. 전원 장애로 인해 약간의 불편은 돈으로 표현 될 수 없다, 같은 라디오 나 TV를 시청 청취하지. 이러한 불편 함을 설명하기위한 유일한 방법은 소비자가 이러한 불편을 피하기 위하여 지불 할 것을 금액을 설정하는 것입니다 [4], [5].
B. 전력 품질 비용에 대한 추정

몇몇 연구들은 소비자 PQ 문제의 비용을 평가되었을. 정확한 값의 평가는 거의 불가능하다; 그래서 이러한 모든 연구는 추정을 기반으로. 이러한 연구의 일부는 다음과 같다.

  1. 비즈니스 위크 (1991). PQ 비용을 추정 하였다 26,000 미국에서 연간 백만 USD.
  2. EPRI (1994). 이 연구는 지적했다 400,000 미국에서 PQ 비용을 연간 백만 USD.
  3. 미국 에너지 부 (1995). PQ 비용을 추정 하였다 150,000 미국 연간 백만 USD.
  4. 포춘 매거​​진 (1998). PQ 비용이 주위에 있다고 언급 10,000 미국에서 연간 백만 USD.
  5. E 자료 (2001). 연속 공정 산업을 포함하는 연구, 미국의 금융 서비스 및 식품 가공, 에 PQ 문제의 평균 연간 비용을 추정 60,000 에 80,000 설치 당 USD.
  6. 유럽​​ 연합 (EU)의 PQ 비용 (2001). 산업 및 상업의 전체 PQ 비용, 유럽​​ 연합 (EU)에, 로 추정된다 10,000 연간 백만 EUR [6].

다양한 연구의 추정치는 많은 차이가, 하지만 공통 요소에 대한 모든 점: PQ 비용은 엄청나 다.

C. 순간 정전의 비용

중단은 시설에서 가장 인식 할 수있는 임펙트가있는 PQ 문제입니다. 표 2는 순간 정전의 전형적인 비용을 요약 (1 분) 소비자의 다양한 유형. 제시된 비용은 중단에 대처하는 순간 보상 기능을 달성하기 위해 기술의 주요 투자하지 않고 있습니다. 이 값은 각각의 연구와 출판 서비스 Electrotek 개념의 경험을 기반으로 [5].

표 2 - 순간 정전의 전형적인 비용 (1 분, $ / kW의 수요, 산업 및 서비스 시설의 다른 유형.

순간 정전 비용 ($/kW의 수요)
최고 최소한의
산업의
자동차 제조 5.0 7.5
고무 및 플라스틱 3.0 4.5
직물 2.0 4.0
종이 1.5 2.5
인쇄 (신문) 1.0 2.0
석유 화학 3.0 5.0
금속 제조 2.0 4.0
유리 4.0 6.0
채광 2.0 4.0
식품 가공 3.0 5.0
제약 5.0 50.0
전자 공학 8.0 12.0
반도체 제조 20.0 60.0
서비스
통신, 정보 처리 1.0 10.0
병원, 은행, 시민 서비스 2.0 3.0
레스토랑, 바, 호텔 0.5 1.0
상업 상점 0.1 0.5

그것을 알 수있는 바와 같이, 산업 부문은 대부분 중단으로 영향을, 특히 연속 공정 산업. 서비스 부문에서, 통신 및 정보 처리가 가장 영향을 비즈니스 영역이며.

중단의 비용은 또한 시간의 함수이다. 무화과. 4 그 기간에 대하여 중단 비용을 도시.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_3무화과. 4 - 기능의 기간으로 중단 비용 [5].

5. PQ 문제에 대한 해결 방법

PQ 문제의 완화는 여러 수준에서 일어날 수있다: 전달, 분배 및 최종 사용 장비. 도에서 볼 수 있듯이. 5, 여러 가지 대책이 수준에서 수행 할 수 있습니다.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_4무화과. 5 - 디지털 전력 솔루션 [7]

6. 그리드 적정성

많은 PQ 문제는 전송 또는 배포 그리드에 근원을. 그러므로, 적절한 전송 및 유통 그리드, 적절한 계획 및 유지 보수, PQ 문제의 발생을 최소화하는 것이 필수적이다.

7. 분산 자원 - 에너지 저장 시스템

분산 에너지 자원의 사용에 대한 관심 (DER) 향상된 신뢰성을 제공 할 수 있기 때문에 자신의 잠재력 지난 몇 년 동안 크게 증가하고있다. 이러한 리소스는 분산 발전 및 에너지 저장 시스템을 포함.

에너지 저장 시스템, 또한 기술을 복원하기로 알려져, 별로 PQ 환경에서 순간 보상 능력을 가진 전기 부하를 제공하는 데 사용.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_5무화과. 6 - 복원 기술의 원리 [1].

전력 전자 및 저장 기술에서의 최근의 기술 진보는 PQ 문제를 완화하기 위해 우수한 솔루션 기술들을 복원 한 선회 아르.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_6무화과. 7 - 에너지 저장 장치의 작동 원리.

PQ의 분야에서 사용되는 제 1 에너지 저장 기술, 아직 대부분의 오늘날 사용, 전기 배터리를하다. 하지만 새로운 기술, 이러한 플라이휠 등, 슈퍼 커패시터 및 초전도 자기 에너지 저장 장치 (중소기업) 많은 이점을 제시, 전기 배터리는 여전히 인해 저렴한 가격과 성숙한 기술에 지배.

A. 플라이휠

플라이휠은 전기 장치 커플 회전 전기 기계 (모터 / 발전기) 단시간 동안 에너지를 저장하기 위해 회전 질량. 전동기 / 발전기는 플라이휠 로터의 회전을 유지하기 위해 격자에 의해 제공된 전력을 사용. 전력 외란 동안, 로터에 저장된 운동 에너지는 DC 발전기에 의해 전기 에너지로 변환된다, 그리고 에너지는 인버터와 제어 시스템을 통해 일정한 주파수와 전압에 전달됩니다. 무화과. 8 플라이휠의 구조를 보여줍니다, 여기서이 시스템의 주요 장점이 설명되어 있습니다.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_7무화과. 8 - 플라이휠 [HTTP://www.beaconpower.com]

전통적인 플라이휠 로터는 일반적으로 강으로 구성되어 분당 수천 회전의 회전 속도로 제한됩니다 (RPM). 탄소 섬유 소재 및 자기 베어링으로​​ 구성 고급 플라이휠은에 속도로 진공 상태에서 가동 할 수 40,000 에 60,000 RPM. 저장된 에너지는 관성 모멘트와 회전 속도의 제곱에 비례. 고속 플라이휠는 종래의 플라이휠보다 훨씬 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다.

플라이휠 실용성 공급 전력의 손실 및 상용 전원의 반환 또는 백업 전원 시스템의 개시 사이의 어느 기간 동안 전력을 제공한다 (즉,, 디젤 발전기). 플라이휠은 일반적으로 제공 1-100 순간 보상 시간 (초), 및 백업 발전기에서 온라인으로 얻을 수있다 5-20 초.

B. Supercapacitors

Supercapacitors (또한 ultracapacitors로 알려진) DC 에너지 원이며, 정적 전력 조절기와 전기 그리드에 인터페이스 할 수 있어야합니다, 계통 주파수에서 에너지 출력을 제공. 수퍼 커패시터는 짧은 기간 중단 또는 전압 강하하는 동안 전원을 공급합니다.

중간 크기의 슈퍼 커패시터 (1 MJoule) 소형 전자 기기에 타고 통해 기능을 구현하기 위해 상업적으로 사용할 수 있습니다, 하지만 큰 supercapacitors 개발에 여전히, 하지만 곧 에너지 저장 필드의 가능한 구성 요소가 될 수있다.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_8무화과. 9 - 전기 이중층 슈퍼 커패시터 [HTTP://www.esmacap.com]

플레이트 사이의 거리가 매우 작기 때문에 정전 용량은 매우 크다 (몇 옹스트롬), 때문에 도전 체 표면의 면적 (활성탄의 인스턴스) 도달 1500-2000 엠2/지 (16000-21500 피트2/지). 그러므로, 이러한 커패시터에 저장된 에너지가 도달 할 수있다 50-60 J / g [8].

C. 중소기업

자기장이 초전도 선재의 닫힌 코일에 DC 전류를 순환시킴으로써 만들어. 코일 순환 전류의 경로는 고체 스위치를 열 수 있습니다, 켜거나 변조하는. 인해 코일의 높은 인덕턴스, 스위치가 꺼져있을 때 (열린), 자기 코일은 전류 소스로 동작하고 어떤 전압 레벨로 충전되는 전력 변환 장치에 전류를 강제. 고체 상태 스위치의 적절한 변조 인버터의 적절한 작동 범위 내에 전압을 수납 할, AC 전원에 DC 전압을 변환하는.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_9무화과. 10 - SMES 시스템 [9].

액체 헬륨으로 냉각 저온 중소기업은 상업적으로 사용할 수 있습니다. 액체 질소에 의해 냉각 고온 SMES는 아직 개발 단계에 있으며 인해 잠재적으로 낮은 비용으로 미래에 상용 가능한 에너지 저장 원이 될 수도.

중소기업 시스템은 짧은 기간에 대규모 일반적으로 사용되는, 이러한 유틸리티 전환 이벤트 등.

디. 스토리지 시스템의 비교

무화과. 11 특정 전력 및 비 에너지의 관점에서 서로 다른 저장 기술의 비교를 도시.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_10무화과. 11 - 저장 기술에 대한 특정 에너지 범위 대 특정 전원 [9].

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_11무화과. 12 - 에너지 저장 장치의 구체적인 비용 [10].

고속 플라이휠은 중소기업과 슈퍼 커패시터와 같은 비용 범위에 대한 약에 5 배 더 비싼 저속 플라이휠보다 인해 더 복잡한 디자인과 제한된 전력 평가에. 전기 배터리는 성숙의 높은 수준과 심플한 디자인이. 의 축적 시간 이하 25 초 저속 플라이휠 배터리보다 비용 효율적이 될 수 있습니다.

8. 분산 자원 - 분산 형 전원

분산 발전 (DG) 단위는 임계 부하에 깨끗한 전력을 제공하는데 사용될 수있다, 그리드의 기원과 장애에서 그들을 분리. DG 유닛은 또한 지속적인 정전 동안 임계 부하로의 에너지 공급을 보장하기 위해 백업 발전기로 사용될 수있다. 또한 DG 단위는 피크 수요를 감소 작정 부하 관리를 위해 사용될 수있다.

현재, 왕복 엔진은 DG 시장에서 널리 퍼진 기술이다, 하지만 기술의 발전으로, 다른 기술은 더 매력적이되고있다, 마이크로 터빈 또는 연료 전지와 같은 (표 3).

표 3 - DG 기술의 진화.

엔진을 왕복 마이크로 터빈 연료 전지
타이밍 • 진행 • 지금 신흥 • 200 년대
시장 • 대기 / 백업 활용 • 피크 면도 및 PQ 프라임 파워와 PQ를 •
경제학 • 300 a 600 $/kW 급 • 33-45% • 효율적인 <5% 이용 • 15-30 센트 / kWh로 • 750 $/kW 급 • 20-30% • ~ 20 % 효율적으로 활용 • 10-15 센트 / kWh로 • 1000* a 4000 $/kW 급 • 45-60% • 효율적인 >80% 이용 • 5* 센트 / kWh로 * 예측

DG 단위 백업 세대로서 사용되는 경우에, 저장 부 외란의 기원과 비상 발전기의 시작 사이의 기간 동안 부하에 에너지를 제공하는 데 사용되어야한다.

가장 일반적인 솔루션은 전기 배터리 UPS 및 디젤 발전기의 조합입니다. 현재, 단일 유닛에서 플라이휠과 디젤 발전기의 통합도 인기 용액 있다는, 많은 제조 업체에 의해 제공.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_12무화과. 13 - 연속적인 전력 시스템의 반응식, 플라이휠과 디젤 발전기를 사용하여 [www.geindustrialsystems.com].

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_13무화과. 14 - 동적 UPS, 하이텍 전원 보호하여, BV. [HTTP://www.hitec-ups.com].

9. 향상된 인터페이스 장치

에너지 저장 시스템 및 DG 게다가, 다른 장치는 PQ 문제를 해결하기 위해 사용될 수있다.

적절한 인터페이스 장치를 사용, 하나는 그리드에서 파생 장애로부터 부하를 분리 할 수​​ 있습니다.

A. 동적 전압 원상으로 되 돌리는

동적 전압 원상 (DVR) 부하에 직렬로 연결된 전압 소스처럼 행동. 가장 일반적인 DVR 제품의 작동 원리는도 유사하다. 7. DVR의 출력 전압은 출력 공급 쓰루 전압 변환기에서 활성 및 무효 전력을 주입하는 승압 트랜스포머 및 / 또는 저장된 에너지를 이용하여 부하 단자에 거의 일정한 전압을 유지.

B. 과도 전압 서지 억제 (TVSS)

과도 전압 서지 억제는 전원 및 민감한 부하 사이의 인터페이스로 사용된다, 이 하중에 도달하기 전에 과도 전압 TVSS 의해 클램핑되도록. TVSSs 통상 비선형 저항 성분을 포함 (금속 산화물 배리스터 나 제너 다이오드) 그 과도한 라인 전압을 제한하고 접지 초과 충격 에너지를 실시.

C. 일정한 전압 변압기

일정한 전압 변압기 (CVT) 순간 전압 강하 및 과도 상태의 효과를 완화하는 데 제 PQ 솔루션 중 하나되었습니다. 전압을 일정하게 유지하기 위하여, 그들은 일반적으로 피할 수있다 두 가지 원칙을 사용하여: 공명과 핵심 포화.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_14무화과. 15 - 일정한 전압 변압기.

공진이 발생하는 경우, 전류 트랜스포머의 자심의 포화를 일으키는 지점으로 증가 할 것이다. 자성 코어가 포화되면, 다음 자속은 거의 일정하게 유지되며, 변압기는 거의 일정한 전압 출력을 생성 할 것이다.

제대로 사용하지 않을 경우, 사람이 완화보다 CVT가 더 PQ 문제가 발생한 것입니다. 그것은 과도를 생성 할 수 있습니다, 화성학 (전압 파형은 상부 및 측면 상에 잘린) 그것은 비효율적 (약 80% 최대 부하에서). 그것의 응용 프로그램으로 인해 다른 분야의 기술 진보에 드문되고있다.

디. 노이즈 필터

노이즈 필터는 원하지 않는 고주파 전류 또는 전압 신호를 방지하기 위해 사용된다 (소음) 도달하는 민감한 장비에서. 이것은 높은 주파수로 기본 주파수 및 높은 임피던스 낮은 임피던스 경로를 만들고 커패시터 및 인덕턴스의 조합을 사용하여 달성 될 수있다, 그는, 저역 통과 필터. kHz의 범위의 주파수를 갖는 노이즈가 상당한 경우 그들은 표기.

그것. 절연 변압기

절연 변압기는 전원에서 파생 과도 및 노이즈에 민감한 부하를 분리하는 데 사용됩니다. 일부 경우 (델타 - 와이 연결) 절연 변압기는 변압기 상류 얻기에서 부하에 의해 생성 된 하모닉 전류를 계속.

절연 변압기의 특수성은 1 차측과 2 차측 사이에 비자 성 박으로 이루어지는 접지 방패. 의 소스에서 온 어떤 잡음이나 과도 차와 절연체 사이의 정전 용량을 통해 지상에 전송 부하에 도달하지 않습니다.

무화과. 16 - 절연 변압기.

에프. 정적 VAR의 보정기

정적 VAR 보상기 (SVR) 신속 전압을 조절하는 커패시터 및 반응기의 조합을 사용. 고체 스위치는 전압의 변동을 방지하기 위해 오른쪽 크기의 캐패시터와 리액터의 삽입을 제어. SVR의 주요 애플리케이션은 높은 전압과 큰 부하로 인한 플리커 소거법에 전압 조절이다 (이러한 유도로 등).

지. 고조파 필터

고조파 필터는 바람직하지 않은 고조파를 감소시키기 위해 사용된다. 그들은 두 그룹으로 분할 될 수있다: 수동 필터와 능동 필터.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_16무화과. 17 - 고조파 필터 [11].

수동 필터 (무화과. 17 왼쪽) 수동 소자를 이용하여 감쇠되는 고조파의 주파수에 대해 낮은 임피던스 경로로 이루어져 (인덕터, 커패시터 및 저항기). 병렬로 연결된 여러 수동 필터는 몇개의 고조파 성분을 제거 할 필요가있다. 시스템이 변화하는 경우 (고조파 성분의 변화), 수동 필터는 효과와 원인 공명 될 수 있습니다.

능동 필터 (무화과. 17 권리) 부하에 의해 소비되는 전류를 분석하고, 부하에 의해 생성 된 하모닉 전류를 취소하는 전류를 생성. 능동 필터는 과거에 비싸, 하지만 지금은 알 수없는 또는 변경 고조파 비용 효과적인 보상이되고있다.

10. 코드 및 표준 개발

일부 측정은 장비가 공급되는 전원이 기준 내에있을 때 제대로 작동해야한다 유틸리티를 소비자에게 제공해야 할 최소한의 PQ 레벨과 내성 레벨을 조절하기 위해 촬영 한.

이 방향에서 하나의 주요 단계는 CBEMA 곡선 찍은 (무화과 18), 컴퓨터 및 비즈니스 장비 제조 업체의 협회에 의해 만들어진. 이 표준은 컴퓨터 장비의 최소 견딜 능력이 순시 전압 저하 지정, 마이크로 정전 및 과전압.

전력 품질 문제 및 새로운 솔루션 _img_17무화과. 18 - CBEMA 곡선.

 

무화과. 19 - ITIC 곡선

이 곡선, ITIC에 의해 최근 대체 있지만 (정보 기술 (IT) 산업 협의회) 곡선 (무화과. 19), 아직 PQ의 영역에 대한 참조. 전압은 음영 영역에 의해 결정된 한계 내에 있으면, 장비가 정상적으로 작동합니다. 전압은 허용 된 영역 아래의 영역에 구성되면, 장비 오작동 또는 중지 할 수 있습니다. 전압이 상부 금지 영역에 포함되면, 장비의 고장 외에, 장비에 손상이 발생할 수 있습니다.

다른 표준화기구 (IEC, CENELEC, IEEE, 등) 동일한 목적을 가진 일련의 표준을 개발했다. 유럽​​에서는, PQ에서 가장 중요한 기준은 EN 있습니다 50160 (CENELEC에 의해) 및 IEC 61000.

표 IV – 유럽​​ 규격에 의해 정의에서 가장 중요한 매개 변수 50160:2001.

제한
주파수 사이에 유지해야합니다 49.5 (-1%) 과 50.5 (+1%) Hz에서.
전압 전압 사이에 있어야합니다 90% 과 110% 정격 전압의.
전압 불평형 음의 순서보다 크기 이상을 가정 할 수 없다 2% 직접 시퀀스의.
고조파 전압 THD < 8 % V3 < 5.0% V5 < 6.0% V7 < 5.0%

11. 최종 용도 장치가 덜 민감합니다

외란에 덜 민감하도록 장비를 설계하는 것은 일반적으로 PQ 문제를 방지하기위한 가장 비용 효율적인 측정은. 최종 사용 장비의 일부 제조 업체는 현재이 문제를 인식하고, 하지만 경쟁 시장은 제조 업체가 비용을 절감하고 단지 고객의 요구에 응답해야한다는 것을 의미. 예외는 ASD 시장입니다, 제조 업체는 적극적으로 강화 된 순간 보상 기능을 갖춘 제품을 홍보하는 곳.

전원 공급 장치에 더 큰 용량의 커패시터를 추가, 큰 중립 도체 케이블을 사용하여, 변압기를 낮춰야 및 저전압 릴레이를 조정, 문제 PQ하는 장비의 감도를 줄이기 위해 제조자에 의해 촬영 될 수있는 대책은.

12. 결론

고품질 전력의 가용성은 현대 사회의 실행을 위해 매우 중요합니다. 일부 섹터는 유틸리티가 제공하는 전력의 품질에 만족하는 경우, 몇몇 다른 사람을 더 많이 필요로하기.

PQ 문제와 관련된 거대한 손실을 방지하려면, 가장 까다로운 소비자 문제를 방지하기 위해 조치를 취해야합니다. 다양한 조치 중, 덜 민감한 장비의 선택은 중요한 역할을 할 수있다. 심지어 가장 강력한 장비가 영향을받는 경우, 다음 다른 조치를 취해야한다, 이러한 기술을 복원 설치 등, 분산 형 또는 PQ 문제를 방지 할 수있는 인터페이스 장치.

참조

[1] J. 얇은, "전기 에너지 부문의 공급에 총 품질 관리 적용", 논문은 박사의 정도에 대한 요구 사항의 이행에 제출. 전기 공학, 코임브라, 9월 2002.

[2] “두 개의 초 문제”, 미국의 초전도 및 EPRI 연구, 행진 1998.

[3] EPRI 전원 배달 그룹, "에있는 전력 공급의 미래 21세인트 세기 ", 1999.

[4] 엠. 공, "이해 전력 품질 문제 - 전압 새그 및 정전", 전력 기술에 대한 IEEE 보도 시리즈 - 존 와일리와 아들, 피츠 카타 웨이, 미국 (2000).

[5] 엠. McGranaghan, "정전의 비용", 전력 품질의 절차에 2002 회의, 로즈 몬트, 일리노이, PP 1-8, 10월 2002..

[6] 디. 행상인, "별로 전력 품질의 비용", 전력 품질 응용 프로그램 가이드 - 구리 개발 협회, 행진 2001.

[7] EPRI, "디지털 사회를위한 전기 장치 하부 구조 만들기", UIE-2000 회의, 리스본, 13, 11월 2000.

[8] HTTP://www.esma-cap.com

[9] 피. 시내, B. 존슨, 엠. 까마귀, A. Arsoy, 와이. 리우, "고급 전원 애플리케이션을위한 에너지 저장 시스템", IEEE의 절차, 비행 89, 아니. 12, 12월 2001.

[10] H. Darrelmann, "대체 짧은 시간 스토리지 시스템의 비교", 전리품, (주), Osterode, 독일.

[11] 피. Ferracci, "전력 품질", Cahier 기술 슈나이더 일렉트릭 없음. 199, 9월 2000.

출처: www.icrepq.com/pdfs/PL4.ALMEIDA.pdf