Loistehon kompensointi

Samankaltaiset tiedostot
9. LOISTEHON KOMPENSOINTI JA YLIAALTOSUOJAUS

Loisteho, yliaallot ja kompensointi

arvot myös kirjassa: Yliaallot ja kompensointi, STUL 2006.

Loistehon kompensointi taloyhtiössä

Jännitteensäädön ja loistehon hallinnan kokonaiskuva. Sami Repo Sähköenergiatekniikka TTY

Kolmivaihejärjestelmän perusteet. Pekka Rantala

Juuso Satola TEHTAAN LOISTEHON KOMPENSOINNIN MODERNISOINTI

SAMI KALLIOMÄKI LOISTEHON KOMPENSOINTIRATKAISUJEN MITOITUSPERUS- TEET YLI 1000 V JÄNNITTEELLE. Diplomityö

Jari Laksi LOISTEHON KOMPENSOINNIN OPTIMOINTI ORAKSEN TEHTAALLA

Asiakasverkkojen loistehon kompensointi Verkkotoimikunta Jussi Antikainen

Pienjännitetuotteiden tuoteopas

SÄHKÖNLAATU, SAIRAALAN SÄHKÖNJAKELUVERKOSTON SÄHKÖNLAATU JA SIIHEN LIITTYVÄT STANDARDIT

DEE Sähkötekniikan perusteet

KARELIA-AMMATTIKORKEAKOULU Sähkötekniikan koulutusohjelma

Jani Pulkkinen. Teollisuusvalaistuksen kompensointi ja yliaaltosuodatus

Petri Raukola LOISTEHON KOMPENSOINTI TECHNIP OFFSHORE FINLAND OY:N MÄNTYLUODON TELAKALLA

Pienjännitetuotteiden tuoteopas

Harmonisten yliaaltojen vaikutus johtojen mitoitukseen

S Suuntaajatekniikka Tentti

Kompensointilaitteiston käyttöönotto ja huolto

KOMPENSOINTI JA SÄHKÖVERKON HÄI- RIÖT

POHJOIS-KARJALAN AMMATTIKORKEAKOULU Tietotekniikan koulutusohjelma

Pienjännitetuotteiden tuote-opas. Pienjännitetuotteet loistehon kompensointiin ja sähkön laadun parantamiseksi

Fingrid Oyj loissähköpäivä, loistehon kompensointi Elenia Oy:ssä. Esa Pohjosenperä

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

TELAKAN SÄHKÖVERKON LOISTEHON KOMPENSOINTI JA YLIAALLOT

Sähkönjakelutekniikka osa 1. Pekka Rantala

Wind Power in Power Systems. 16. Practical Experience with Power Quality and Wind Power (Käytännön kokemuksia sähkön laadusta ja tuulivoimasta)

Mitä on pätö-, näennäis-, lois-, keskimääräinen ja suora teho sekä tehokerroin? Alla hieman perustietoa koskien 3-vaihe tehomittauksia.

Käyttötoimikunta Antti-Juhani Nikkilä Loistehon merkitys kantaverkon jännitteiden hallinnassa

Sähkötekniikka ja elektroniikka

S Piirianalyysi 1 2. välikoe

Sähkötekniikka. NBIELS12 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014

INDUKTIOUUNIN AIHEUTTAMA LOISTEHO- JA YLIAALTO-ONGELMA

ESTOKELAPARISTOYKSIKÖIDEN KORJAUS

Sähkön laatu sairaalaympäristössä Aki Tiira Merus Power Dynamics Oy

LOISTEHON KOMPENSOINNIN TOIMIVUUS

Verkkopalveluhinnasto. Caruna Espoo Oy

SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa

Loistehon kompensoinnin hallinta Kilpilahden alueella

SATE1040 Piirianalyysi IB kevät /6 Laskuharjoitus 5: Symmetrinen 3-vaihejärjestelmä

SÄHKÖNLAADUN SELVITYS PONSSE OYJ:N VIEREMÄN TEHTAASSA

S Suuntaajatekniikka Tentti

Sähkön siirtopalvelun hinnasto

JAKELUVERKON TUTKIMI- NEN PARTAHARJUN PUU- TARHA OY:LLÄ

215.3 MW 0.0 MVR pu MW 0.0 MVR

Pynnönen Opiskelija: Tarkastaja: Arvio:

Wind Power in Power Systems: 15 Wind Farms in Weak Power Networks in India

Kondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri)

Tuotannon liittäminen Jyväskylän Energian sähköverkkoon

KARELIA-AMMATTIKORKEAKOULU Sähkötekniikan koulutusohjelma. Raimo Konsti KOMPENSOINTIRATKAISUT GENERAATTORITUOTON KORVAAJAKSI

Aurinkovoimalan haasteet haja-asutusalueella

Verkkopalveluhinnasto

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

LOISTEHON KOMPENSOINNIN TOIMIVUUS JA HINNOITTELUN OHJAAVUUS


Teollisuuskiinteistön loistehonkompensointi

Vesa Raitolampi TEOLLISUUSKIINTEISTÖN SÄHKÖN LAATUMITTAUKSET

Teho ja tehon mittaus

Satakunnan ammattikorkeakoulu. Olli Björkqvist. PORI ENERGIA OY AITTALUODON VOIMALAITOKSEN 20 kv:n VERKON LOISTEHON HALLINTA

6. Sähkön laadun mittaukset

Pumppujen käynnistys- virran rajoittaminen

BL20A0600 Sähkönsiirtotekniikka. Tasasähkövoimansiirto Jarmo Partanen

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan. cos sin.

Verkkopalveluhinnasto. Caruna Oy

Oikosulkumoottorikäyttö

TEOLLISUUSLAITOKSEN SÄHKÖNLAATUSELVITYS

PASI VÄISÄNEN LOISTEHON KOMPENSOINTI JAKELUVERKKOYHTIÖSSÄ. Diplomityö

Aurinkovoimalan haasteet haja-asutusalueella

Tuukka Huikari Loissähköperiaatteet 2016

LOISTEHON KOMPENSOINTIPARISTON MUUT- TAMINEN OPETUSKÄYTTÖÖN SOVELTUVAKSI

Kiinteistön sähköverkko

Eero Paavilainen KUPARIVALIMON VALU-UUNIN LOISTEHON KOMPENSOINTI ERI VIRTALÄHDEKÄYTÖSSÄ

Loissähkön hallinnan muutosten vaikutus jakeluverkkoyhtiölle

SÄHKÖNLAADUN MITTAUS JA ENERGIATEHOKKUUDEN PARANTAMINEN

Sähkönjakelujärjestelmistä. Kojeistoista, asemista ja muuntamoista

TIETOISKU SUUNNITTELUHARJOITUKSEN DOKUMENTAATIOSTA

eql Laatumittauslaitteet eql Laatuvahti2 -mittari

POHJOIS-KARJALAN AMMATTIKORKEAKOULU Sähkötekniikan koulutusohjelma

HÄIRIÖSUOJAUS KAKSISUUNTAINEN PROSESSI SISÄISET JA ULKOISET HÄIRIÖT

Juuso Porsanger SÄHKÖN LAADUN MITTAAMINEN

ELEC-E8419 syksy 2016 Jännitteensäätö

Sinimuotoinen vaihtosähkö ja siihen liittyviä käsitteitä ja suureita. Sinimuotoisten suureiden esittäminen osoittimilla

Kondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri)

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit

Tehdasalueen sähkönlaadulliset mittaukset ja analysointi

BL20A0500 Sähkönjakelutekniikka

SÄHKÖNSIIRTOHINNAT ALKAEN Hinnasto on voimassa Savon Voima Verkko Oy:n jakelualueella.

Merelle rakennettujen tuulivoimapuistojen sähkönsiirtojärjestelmät

LABORAATIO 1, YLEISMITTARI JA PERUSMITTAUKSET

SÄHKÖNSIIRTOHINNAT ALKAEN Hinnasto on voimassa Savon Voima Verkko Oy:n jakelualueella.

Muuntajan toiminnasta löytyy tietoja tämän työohjeen teoriaselostuksen lisäksi esimerkiksi viitteistä [1] - [4].

Kiinteistön sähköverkko. Pekka Rantala Kevät 2016

Automaattisesti säätyvä loistehonkompensointi

Pienjännitetuotteiden tuoteopas

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto

Teemu Kuutti TEOLLISUUSVERKON YLIAALTOJEN MITTAUS

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan

Transkriptio:

OHJE 1 (5) Loistehon kompensointi Yleistä Monet kulutuslaitteet tarvitsevat pätötehon lisäksi loistehoa. Moottoreissa ja muuntajissa työn tekee pätöteho. Loistehoa tarvitaan näissä toiminnalle välttämättömän magneettikentän ylläpitämiseksi. Loistehoa tarvitaan esim. moottoreille, kondensaattoreille, teho- ja muuhun elektroniikkaan, erilaisille muuntajille ja valaistukseen. Pätötehossa virta ja jännite ovat saman vaiheisia eli vaihesiirtoa ei esiinny, loistehossa virran ja jännitteen välille on muodostunut aina vaihesiirtoa. Vaihesiirto aiheuttaa siirrettävän virran kasvua, mikä puolestaan aiheuttaa suurempia häviöitä siirtoja jakeluverkostossa. Loistehon vuoksi verkot on mitoitettava järeämmiksi, jotta myös loisteho voidaan siirtää niissä asiakkaille. Loistehon siirto aiheuttaa lisäkustannuksia siirto- ja jakeluverkkojen omistajille, jotka puolestaan perivät aiheutuneet kustannukset asiakkailtaan. Loisteho voi olla induktiivista tai kapasitiivista. Induktiivisessa loistehossa virta on 90⁰ jännitteen jäljessä tai kapasitiivisessa loistehossa virta on 90⁰ jännitteen edellä. Kapasitiivistä loistehoa verkkoon tuottavat mm. kondensaattorit ja kaapelit. Koska kapasitiivisessa ja induktiivisessa loistehossa on vaihesiirto päinvastainen (180⁰ vaihesiirto), sopivalla kapasitanssin mitoituksella induktiivinen loisteho voidaan kompensoida pois. Kompensoinnin hyödyt Asiakas säästää kompensoinnin avulla loistehon laskutuksessa. Siirto- ja jakeluverkko voidaan mitoittaa pienemmän kokonaisvirran mukaan. Kompensointi pienentää pätötehohäviöitä kaapeleissa, keskuksissa ja muuntajissa ja näiden lämpenemät myös pienenevät. Myös näiden komponenttien kuormitettavuus pätötehon siirtoon on suurempi ilman loisvirtaa. Sulakkeiden kuormitettavuus paranee tai voidaan käyttää pienempää sulakekokoa. Kompensoinnin yhteydessä tulee rahoittaa myös yliaaltoja estokeloilla tai suodattimilla, jolloin saadaan monia muita lisähyötyjä. Jännitteenlaatustandardi sallisi 8 % yliaaltoja, mutta herkemmät laitteet voivat häiriintyä jo huomattavasti pienemmistä yliaalloista.

OHJE 2 (5) Kaavoja S = P2 + Q2 Näennäisteho ϕ P Q cos φ = P Tehokerroin S P Q = cosφ 1 cosφ2 Loisteho Q = S2 P2 P = S * cos φ Loisteho Pätöteho Kolmivaihejärjestelmän tehon kaavat: Pätöteho kw P = 3 * U * I * cosφ Loisteho kvar Q = 3 * U * I * sinφ Näennäisteho kva S = 3 * U * I, joissa U = 0,4 kv kolmiokytkennässä, I = vaihevirta Periaatekuva kompensoimattomasta ja kompensoidusta verkosta

OHJE 3 (5) Kompensoinnin suunnittelussa huomioitava PJ-ja KJ-siirtotuotteilla verkkoyhtiö laskuttaa induktiivisesta loistehosta, mikäli se on suurempi, kuin 20 % viimeisen talviarkipäivän 12 kk:n pätötehohuipusta. Kompensointi tulee sijoittaa aina laskutusmittauksen jälkeen, jotta laskutukseen ei kertyisi loistehoa. Loistehosäädön virtamuuntajina ei saa käyttää laskutusmittauksen virtamuuntajia. Jotta loistehon säätö toimisi oikein, yhden virtamuuntajan mittausta ei tulisi käyttää. Loistehon määrät kannattaa selvittää ensin esim. sähkölaskusta, mittaamalla tai laskemalla Varaudu tulevaan kompensoinnin mitoituksessa Kompensointia suunnitellessa tulisi tietää kompensoitavan verkon yliaaltojen määrät, jotta voidaan valita oikeantyyppinen kompensointilaitteisto Ryhmä- tai keskitetty kompensointi tulee tehdä käyttäen yliaaltojen suodatusta joko estokela- tai suodatinparisto-kompensointia käyttäen Mieti, onko parempi tehdä keskitetty vai hajautettu kompensointi Keskijänniteasiakkaan tulisi huomioida myös muuntajan/muuntajien ottama loisteho Jakeluverkkoon ei saa syöttää kapasitiivista loistehoa Kompensointi ja yliaallot Kompensoinnin yhteydessä tulisi huomioida myös yliaallot, koska niiden rajoittaminen tai suodatus tapahtuu lähes aina kompensoinnin kanssa samaan aikaan. Kompensointia suunniteltaessa, etenkin kohteissa, joissa on yliaaltoja tuottavavia laitteita, yliaaltojen määrät tulisi selvittää ennen kompensoinnin toteutusta. Etenkin silloin, jos epäillään yliaaltoja olevan vähäistä määrää enemmän, koska yliaaltojen määrä ja laatu vaikuttaa kompensointilaitteiston valintaan. Yliaaltoja verkkoon tuottavat mm. elektroniikkaa sisältävät laitteet, kuten invertterit, tasasähkökäytöt, UPS-laitteet, virtalähteet, purkaus- ja ledilamput, sähkösuotimet. Yliaaltojen haittoja ovat mm. johdinten, keskuksien, muuntajien ja laitteiden tehohäviöt ja ylikuormittuminen sekä lämpeneminen, resonanssit, resonanssiäänet, korkeataajuiset magneettikentät, moottoreiden ylimääräinen kuumeneminen, mekaaniset värähtelyt, virhetoimintoja logiikoissa ja teleliikenteessä, elektroniikan ennenaikainen vanheneminen ja laiterikot.

OHJE 4 (5) Ilman kuristinta kondensaattorin kapasitanssi ja verkon impedanssi muodostavat resonanssipiirin taajuudella: fr = Sk Q * 50 Hz Sk = verkon oikosulkuteho kva Q = Kondensaattorin teho (kvar) Jos verkossa on yliaaltolähteitä lähellä taajuutta fr, verkon virta saattaa yliaaltolähteen saman taajuisen yliaallon kanssa kasvaa moninkertaiseksi. Siksi verkkoyhtiö ei nykyisin hyväksy muita kuin yliaaltojen suodatuksella varustettuja kompensointilaitteita. Kompensoinnin toteutustavat Yksittäiskompensointia käytetään tavallisesti moottoreille ja purkauslampuille ja kohteisiin, joissa loisteho ei vaihtele käytön aikana. Kondensaattorit asennetaan niin, että ne kytkeytyvät päälle ja pois kuorman kanssa samaan aikaan. Etenkin pitkillä kiinteistöjohdoilla häviöitä voidaan pienentää yksittäiskompensoinnin avulla. Ryhmäkompensointi toteutetaan yleensä ryhmäkeskuksen tasolla ja jos pää- ja ryhmäkeskuksen välimatka on pitkä ja halutaan pienentää jännitehäviöitä ja varata kaapelille enemmin pätötehon siirtokykyä. Toteutus joko automaattiparistolla tai kuorman kanssa kytkeytyvillä yksittäiskompensoinneilla. Keskitetty kompensointi toteutetaan pääkeskustasolla automaattiparistolla, jossa on riittävä kompensointikyky ja sopivat portaat kuormitusten vaihtelua varten. Automaattipariston säätäjä huolehtii siitä, ettei tapahdu ylikompensointia. Kompensointilaitteet Estokelaparisto on automaattiparisto, joka sisältää rinnakkaisresonanssin estävät estokelat. Kelat suojaavat kondensaattorin paristoja yliaaltojen vaikutukselta ja pidentävät kondensaattoreiden käyttöikää. Paristo ei juurikaan suodata yliaaltoja verkosta ja asiakkaalta. Käytetään verkoissa, joissa yliaaltojen määrä pieni UTHD < 5 %. Yliaaltosuodatinta käytetään yliaaltopitoisissa verkoissa, joissa jännitesärö UTHD > 5 %. Toimii yliaaltojen suodattimena (imupiirinä) verkosta ja suorittaa samalla tarvittavan kompensoinnin. Kolmannen yliaallon suodatus perustuu nollajohtoon asetettuun rinnakkaisresonanssipiiriin, tai yksivaihekuormilla nollan ja vaiheen väliseen sarjaresonanssipiiriin, eli yliaaltosuodattimeen. Kolmas yliaalto summautuu kolmivaihejärjestelmässä nollaan. Tällöin nollavirta voi kasvaa huomattavan suureksi. Kolmas yliaalto on yhtä haitallinen kuin muutkin yliaallot.

OHJE 5 (5) Aktiivisuodin on automaattisesti toimiva kompensointilaitteisto, jonka toimintavaste on hyvin lyhyt ja sopii nopeasti vaihtelevaan kuormitukseen, johon normaalit kompensointilaitteet eivät ehdi. Suodin poistaa myös harmoniset yliaallot. Kompensointi ja yliaaltojen suodatus eivät ole toisistaan riippuvaisia. Suodatusalue (0-2,5 khz) huomattavasti laajempi kuin yliaaltosuotimessa. Toimii myös kolmannelle yliaallolle. Automaattipariston asettelu Koska vapaata loistehoa voi olla 20 % pätötehosta on pariston cos φ oltava vähintään 0,981 tai mieluummin suurempi, esim. 0,99, joka vastaisi noin 14 % loistehoa pätötehosta. Kompensointi on kannattavaa, laskentaesimerkki Asiakkaan edellisen 12 kk:n suurin pätöhuippu on 260 kw. Verkkoyhtiön laskutuksesta vapaa loistehon osuus on 20 % 12 kk:n pätötehohuipusta, eli 52 kvar. Asiakkaan loistehon laskutuksessa loistehoa laskutetaan 23 kvar/kk. Mikä on loismaksujen vuosikulu ja mikä on kokonaisloistehon määrä, kun loistehomaksu on 7,64 kvar/kk? Jos laskutettava loisteho pysyisi samana läpi vuoden, verkkoyhtiölle maksettava vuosikustannus loistehosta on 23 kvar/kk * 12 kk/v * 7,64 kvar/kk = 2108,6 /v. Kompensoitava kokonaisloisteho voidaan laskea laskemalla ensin vapaan loistehon osuus 260*0,2= 52 kvar ja siihen lisätään laskutuksessa oleva loisteho 52 kvar+23 kvar = 75 kvar. Automaattisen kompensointilaitteiston järkevä koko määräytyy kokonaisloistehosta sopivasti pyöristäen tarjottaviin paristokokoihin. Laitteiston suunnittelussa on syytä myös varautua tarvittaessa mahdolliseen loistehon tarpeen kasvuun.