Esittely latautuu. Ole hyvä ja odota

Esittely latautuu. Ole hyvä ja odota

Teollisuuden sähköverkko

Samankaltaiset esitykset


Esitys aiheesta: "Teollisuuden sähköverkko"— Esityksen transkriptio:

1 Teollisuuden sähköverkko
G M 110 kV 10 kV tai 6 kV Gen 1 400 V Moottori 3 kV 690V 400V Tasavirtakäyttöjä Moottorikeskus Oikosulkumoottorikäyttöjä Turvakytkin Erotin Katkaisija Muuntaja Ohjattu tasasuuntaaja Esimerkki suuren teollisuuslaitoksen sähköjakeluverkosta f1 f2 Kuristin 1 2 2 Keskijännitekojeisto Oikosulkuvirran rajoitus keskijännitteellä 690 V:n kojeisto Oikosulkusuojaus Kontaktori Ylikuormitussuojaus Integroidut komponentit Taajuusmuuttaja Loistehon kompensointi Yliaaltojen suodatus Virtayliaallot Jänniteyliaallot 10 3 12 7 4 11 5 11 8 6 9 10

2 Keskijännitekojeisto
Tyypilliset nimellisjännitteet: 20 kV, jos ei keski-jännitemoottoreita tai generaattoreita 10 kV ja 6 kV, jos myös moottoreita tai generaattoreita keskijännitteellä 3 kV esimerkiksi pienet moottorikes-kukset Suojaus Katkaisija 1 2 1 2

3 Johtolähdön suojaus Tyypillisesti numeerinen suojarele
Suojausfunktiot esimerkiksi: Ylivirtasuojaus Suunnattu maasulkusuojaus 1 1 2 2

4 Ylivirtasuojaus Asettelut: Alempi porras I>,t>
Vakioaikahidasteinen Käänteisaikatoimin-toinen Ylempi porras I>>, t>> Tavallisesti vakioaikahidasteinen Joskus myös kolmas porras I>>> t> t>> t>>> I I> I>> I>>>

5 Maasulkusuojaus Laajat verkot maasta erotettuja
I0 U0 Laajat verkot maasta erotettuja Suunnattu maasulkusuo-jaus esim. I0sinf -karakteristika Suppeissa verkoissa resistanssin kautta maadoitettu Hälyttävä U0 suojaus tai suunnattu I0cosf -karakteristika I0 U0

6 Keskijännitekatkaisija
Tyypillisesti: Vaunukatkaisija Katkaisukammiossa tyhjiö tai SF6 kaasu Ei rajoita oikosulkuvirran huippuarvoa (katso Is-rajoitin )

7 Oikosulkuvirtojen rajoitus keskijännitteellä
Kuristin Pienentää alakeskusten oikosulkuvirtoja. Sulake Pienentää myös oikosulkuvirran huippuarvoa. Ei suurille nimellisvirroille. Is-rajoitin Suurille niemellisvirroille. Toiminta perustuu virran suuruuden ja nousunopeuden perusteella toimivaan räjähdyspanokseen. Rajoitetaan esimerkiksi muuntajan rinnalle kytketyn generaattorin virtaa (kuvassa i1 ).

8 690 V kojeisto Kalustusvaihto- ehdot: Kiinteä Ulosotettava
Ulosvedettävä Maadoitustavat: Resistanssin kautta maadoitettu Maasta erotettu 1 2

9 Resistanssin kautta maadoitettu verkko
Maasulku ei aiheuta käyttökeskeytystä => hälyttävä maasulkusuojaus Vian etsintä lähtökohtaisesti kaapelivirtapihdillä Vikavirran havaitsemisen parantamiseksi kytketään tähtipistevastuksen rinnalle lisävastus R2

10 Maasta erotettu verkko
Laite mittaa eristystasoa generoimalla maasta erotettuun verkkoon tiettyä signaalia Vian paikallistaminen yleensä erillislaitteella

11 Oikosulkusuojaus Kytkinvaroke kahvasulakkeilla Katkaisukyky 100 kA
Paras virranrajoituskyky suurilla oikosulkuvirroilla Moottorinsuojakytkin Pienille nimellisvirroille Katkaisukyky riippuu jännitteestä Virtaa rajoittava kompaktikatkaisija Yleensä sulaketta huonompi virranrajoituskyky suurilla oikosulkuvirroilla Oikosulkusuojauksen ominaisuuksia kuvaavat: Virta/aika –ominaiskäyrät Virran rajoituskäyrät Läpipääsevän energian rajoituskäyrät ( i2t-käyrät) Koko suojauksen vaikutus otetaan huomioon koordinaatiotaulukoissa 1 2 3 4

12 Oikosulkusuojauksen virta/aika-ominaiskäyrät
aM-sulake Katkaisija ilman ylikuormitussuojaa

13 Virran rajoituskäyrät
aM-sulake Virtaa rajoittava kompaktikatkaisija

14 Läpipääsevän energian rajoituskäyrät ( i2t-käyrät)
aM-sulake Virtaa rajoittava kompaktikatkaisija

15 Koordinaatiotaulukot
Sovittaa yhteen moottorin, kontaktorin, ylikuormitussuojan, oikosulkusuojan ja usein myös kaapelin.

16 Kontaktori Sähkömekaaninen kontaktori
Koskettimien käyttöikä n. 1-2 milj. käynnistys/ pysäytys toimintaa Pieni jännite- ja tehohäviö Puolijohdekontak- tori Ei kulu Suuri jännite- ja tehohäviö Pienehkö nimellisvirta

17 Ylikuormitussuojaus Lämpörele Perustuu bi-metallin taipumaan
Avaa ylikuormitustilan-teessa moottorin kon-taktorin ohjauspiirin Voi sisältyä myös kompaktikatkaisijaan Käämin lämpötilaa mittaavat ylikuormitussuojat Termistorit PT-100 anturit Moottorinsuojarele ja älykäs moottorinohjain Sisältää myös muita vikasuojauksia Toimii myös ohjaus- ja mittauselimenä 1

18 Moottorinsuojarele ja älykäs moottorinohjain
Moottorin ohjaus ja valvonta väylän kautta Ylikuormitussuojaus perustuu mitattujen virtojen avulla laskettuun moottorin lämpenemään Muita vikasuojauksia esim: maasulkusuojaus, käynnistyksen valvonta, ylivirtasuojaus, vinokuormitussuojaus, alikuormitussuojaus.

19 Integroidut komponentit
Yhteen kojeeseen integroituna kon-taktoritoiminnon lisäksi oikosul-kusuojaus, yli-kuormitussuojaus, mahdollisesti muita suojauksia sekä väylän kautta tapahtuva ohjaus ja valvonta.

20 Taajuusmuuttaja Verkkosuuntaajana yleensä kuusipulssinen diodisuuntaaja Invertterin ohjattuna komponenttina yleensä IGBT Suurella kytkentätaajuudella lähes sinimuotoinen moottorivirta Verkkovirta säröytynyt Ohjaustavat: Skalaariohjaus Vektorisäätö DTC-säätö 1 2 3

21 Taajuusmuuttajan skalaariohjaus
Taajuusmuuttajalle annetaan taajuusohje, josta lasketaan jänniteohje nostamalla sitä tavallisesti lineaarisesti nimellisjännitteeseen.

22 Taajuusmuuttajan vektorisäätö
Staattorivirta jaetaan roottorivuon suhteen avaruusvektorina kahteen komponenttiin id ja iq , joita säädetään erikseen. Momentti on verrannollinen virtakomponenttien tuloon T=Kt id iq. Vakiovuoalueella pyritään pitämään vuohon verrannollista komponenttia id vakiona säätämällä jänniteohjeen amplitudia. Momenttiin verrannollinen virtakomponentti iq pyritään pitämään ohjearvossaan säätämällä taajuusohjetta. is Ψr iq id

23 Taajuusmuuttajan DTC-säätö
Säätö perustuu staattorivuon ohjaamiseen invertterin kytkentäkombinaatioilla siten, että sekä staattorivuo että momentti pysyvät halutun hystereesin sisällä. Säätö laskee 25 ms välein optimikytkennän, jolla säädetään momenttia ja staattorivuota.

24 Loistehon kompensointi
Kondensaattoriparistoilla, jos ei tarvetta yliaaltojen suodatukseen tai ei resonanssivaaraa. Estokelaparistoilla, jos yliaaltojen aiheuttama resonanssivaara. Imupiireillä, jos tarvetta myös yliaaltojen suodatukseen. 1 2

25 Estokelaparisto Z fr=189 50 kap ind Käytetään loistehon kompensointiin pelkkien kondensaattoreiden sijaan, jos verkossa resonanssivaara. Käämin ja kondensaattorin muodostama sarjaresonanssipiiri, jonka viritystaajuus on alle verkossa esiintyvien yliaaltotaajuuksien esim. 189 Hz. Piiri on induktiivinen yli viritystaajuudella eikä voi muodostaa rinnakkais-resonanssia muuntajan kanssa. Verkon nimellistaajuudella piiri vastaa kondensaat-toria. f/Hz

26 Sähköverkon resonassitilanne
Rinnakkaisresonanssi: Syöttävän verkon (lähinnä muuntajan) induktanssi ja kompensointikondensaattorin kapasitanssi muodostavat rinnakkaisresonanssin jollakin verkossa esiintyvällä yliaaltotaajuudella. Aiheuttaa resonanssivirran voimakkaan vahvistumisen muuntajassa ja kondensaattorissa. Seurauksena suuret virta- ja jänniteyliaallot. Sarjaresonanssi: Yliaaltolähteen ja kondensaattoripariston väliset muuntajat muodostavat sarjaresonanssipiirin kondensaattorien kapasitanssin kanssa. Rinnakkaisresonanssi Sarjaresonanssi

27 Jännitteet rinnakkaisresonanssissa
Esimerkki vaihejännitteestä ilman kompensointia ja kompensoinnin aiheuttamassa 7. yliaallon resonanssitilanteessa.

28 Virtayliaallot Esimerkiksi
Erityisesti suuntaajakäyttöjen verkosta ottama virta ei ole sinimuotoista, jolloin se voidaan jakaa perusaaltoon ja yliaaltoihin. Jos suuntaajan pulssiluku on p, saadaan yliaallon järjestysluvuksi n=p.i+-1, jossa i=1,2,3,… Täysin tasoittuneella DC-virralla saadaan n:nen yliaallon tehollisarvoksi In=I1/n. Kokonaisvääristymä:

29 Yliaaltojen suodatus Pienjänniteimupiiri Keskijänniteimupiiri Esimerkiksi suuntaajakäyttöjen aiheuttamia virtayliaaltoja suodatetaan imupiireillä aktiivisuodattimilla Imupiiri on sarjaresonanssipiiri, joka on viritetty halutulle yliaaltotaajuudelle Suuntaaja voidaan käsitellä verkossa perus- ja yliaaltoja generoivana virtalähteenä, jolloin imupiiri muodostaa yliaaltovirralle pieni-impedanssisen virtatien. Tällöin pääosa yliaaltovirrasta sulkeutuu imupiirin eikä syöttävän verkon kautta. 1

30 Aktiivisuodatin Invertteritekniikkaan perustuva laite, joka generoi suuntaajan virran yliaallot. Syöttävästä verkosta syötetään vain perusaalto. Voi kompensoida myös loistehoa.

31 Jänniteyliaallot Yliaaltovirtojen aiheuttamat jänniteyliaallot:
Kukin yliaaltovirtakomponentti aiheuttaa verkon impedansseissa vastaavan jännitehäviökomponentin. Jännitteeseen syntyy samat harmooniset yliaallot kuin virroissa. Suuntaajan kommutoinnin aiheuttama jännitteen säröytyminen: Johtuu suuntaajan toiminnan aiheuttamasta lyhytaikaisesta oikosulusta.


Lataa ppt "Teollisuuden sähköverkko"

Samankaltaiset esitykset


Iklan oleh Google