DIPLOMA A DISTANZA IN INGEGNERIA ELETTRICA CORSO DI ELETTRONICA INDUSTRIALE DI POTENZA II Lezione 37

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1 DIPOMA A DISTANZA IN INGEGNERIA EETTRIA ORSO DI EETTRONIA INDUSTRIAE DI POTENZA II ezone 37 Fltr Passv per la ompensazone Armonca e Reattva Paolo Mattavell Dpartmento d Ingegnera Elettrca Unverstá d Padova ontenuto della lezone Inqunamento armonco nelle ret elettrche Aspett normatv Prncp d funzonamento de fltr passv Problematche de fltr passv Inqunamento nelle ret elettrche arch non-lnear e/o tempo-varant assorbono corrent dstorte Tal corrent armonche provocano corrspondent cadute armonche d tensone sul Esemp d carch dstorcent Ponte d Graetz monofase con fltro capactvo dstorsone d tensone THD 90% Esemp d carch dstorcent Ponte d Graetz trfase con fltro capactvo senza nduttanza d fltro Esemp d carch dstorcent Ponte d Graetz trfase con fltro capactvo con nduttanza d fltro > 0.03pu THD 80% THD 40%

2 Esemp d carch dstorcent Ponte d Graetz trfase a dod/trstor con grande fltro nduttvo Esemp d carch dstorcent onverttor a dodc mpuls THD 28% THD 15% Esemp d carch dstorcent Regolator n c.a. (trac) Influenza sulla rete Effett delle armonche d corrente Deformazone d tensone Aumento delle perdte nelle lnee, ne trasformator, etc... Perdte addzonal ne carch Sovraccarco de fltr Rsonanze THD varable con l angolo d nnnesco Influenza sulla rete Effett delle armonche d tensone Malfunzonamento n alcun carch Perdte addzonal ne carch Error nelle apparecchature d msura e d protezone Sovraccarco de fltr Aspett normatv IE : apparecchature a B.T. <16A IE : apparecchature a B.T. >16A IEEE Recommended Practces

3 Recommended Practces IEEE Recommended Practces IEEE Scopo Prncp baslar Provvedere ad una metodologa per la mtgazone delle armonche d tensone e d corrente nelle ret elettrche attraverso una cooperazone tra ente elettrco e utent utente è responsable per la lmtazone delle armonche d corrente nettate nelle lnee d almentazone ente che dstrbusce energa elettrca è responsable per l mantenmento della dstorsone d tensone mt sulle armonche d tensone vell d tensone mte massmo per cascuna armonca (%) mte per l THD (%) > 69 kv 3.0% 5.0% <115kV 1.5% 2.0% >161 kv > 161 kv 1.0% 1.5% Provvedment per la lmtazone della dstorsone d tensone mtare le armonche d corrente prodotte da carch dstorcent (responsabltà dell utente) Asscurare che eventual rsonanze nelle ret elettrche non provochno eccessva amplfcazone delle armonche d corrente prodotte dal carco (responsabltà dell ente) oncett baslar P (Pont of ommon ouplng) Altr Utent P Utente "sotto studo" oncett baslar P (Pont of ommon ouplng) SR (Short rcut Rato) I - corrente d cortocrcuto al P SR = I I I - corrente del carco

4 oncett baslar P (Pont of ommon ouplng) SR (Short rcut Rato) S - potenza d cortocrcuto al P SR I S = = I S S - potenza del carco mt per le armonche d corrente (responsabltà utente) SR < >1000 Esempo: Un 69 kv h<11 11 h< h< h< h mt per le armonche d corrente I lmt mpost dpendono fortemente dal rapporto tra la potenza d corto crcuto della rete d almentazone e la potenza nomnale dell mpanto Ush I Zsh U U 1 = SR h % = h % Z sh =R s +h*ω s * s P h Z sh =R s +h*ω s * s P h + U sh =Z sh - h + U sh =Z sh - h U sh - aduta d tensone armonca dovuta al carco sotto studo Altr Utent Utente "sotto studo" U sh - aduta d tensone armonca dovuta al carco sotto studo Altr Utent Utente "sotto studo" Sstem d fltraggo delle armonche prodotte da carch dstorcent Fltr passv celle - accordate poste n parallelo al carco Fltr attv converttor a PWM post n parallelo e/ o n sere al carco Fltr attv brd fltr che comprendono sa fltr attv che fltr passv BT MT arch dstorcent Fltr passv AT Z cc Fltr passv

5 S Schema equvalente Sngola cella - ω r = 1 Z = R S u S S F 1/s s f arch Fltr passv dstorcent Assmlabl a generator d corrente Fltro accordato alla 5 a armonca R Fltro accordato alla 5 a armonca Sngola cella - Qm = ω r R 1/s s f Funzonamento con una sngola cella - h + _ u s R S S S Tensone d rete: snusodale e smmetrca ZF F Fltro accordato all armonca h Funzonamento con una sngola cella - h Funzonamento con una sngola cella - h RS Sh S h Fh h RS Sh S h Fh h h 0 Anals del crcuto all armonca h Z IFh = I Sh h Ih ZSh + ZFh Z ISh = I Fh h 0 ZSh + ZFh h 0 ompensazone delle armonche

6 Funzonamento de fltr passv Pochè l fltro passvo presenta una bassa mpedenza n corrspondenza alla frequenza d accordo, le corrent armonche a tale frequenza tendono a chuders nel fltro passvo e non nteressano la lnea Alla fondamentale ha un comportamento capactvo (rfasamento) Tale prncpo d funzonamento è faclmente estendble a molte celle - u S S R S Molteplc celle - S elle accordate sulle armonche che s voglono compensare F Molteplc celle Problematche de fltr passv a compensazone delle armonche dpende fortemente dalle mpedenze della lnea e del fltro Al varare dell mpedenza d lnea le caratterstche del fltro possono deterorare enormemente Fltro passa-alto per la compensazone d armonche d ordne elevato Rsonanze sere con la rete Fltro Fltro R S S u S S ZF F R S S u S S ZF F Tensone dstorta Rsonanza sere f = 2 π 1 ( + ) s Impedenza totale vsta dal carco

7 Rsonanza parallelo Rsonanza parallelo Amplfcazone delle armonche d tensone del carco F.d.t tra corrente d carco e corrente d rete db IS( s) I ( s) F.d.t tra corrente d carco e corrente d rete db Rsonanza parallelo IS( s) I ( s) ompensazone della 5 a 2 armonca Hz Amplfcazone delle armonche del carco db F.d.t tra corrente d carco e corrente nel fltro db F.d.t tra corrente d carco e corrente nel fltro Rsonanza parallelo IF( s) I ( s) ompensazone della 5 a armonca IF( s) I ( s) Sovraccarco sul fltro

8 db Rsonanza parallelo IS( s) I ( s) IF( s) I ( s) Rsonanze parallelo frequenze d accordo Rsonanze parallelo Q tot = 90 MVA Q 3 = 30 MVA Q = 30 MVA Q 7 = 30 MVA e frequenze relatve alle rsonanze parallelo dpendono dall allocazone della potenza reattva sulle celle del fltro passvo frequenze d accordo Q tot = 90 MVA Q 3 = 20 MVA Q = 30 MVA Q 7 = 40 MVA Interazone con carch adacent Z cc frequenze d accordo arch dstorcent da compensare Altr carch dstorcent

9 Problematche de fltr passv Dpendenza delle caratterstche d fltraggo dalle mpedenze d lnea e del fltro Sovraccarch de fltr a causa d rsonanze sere e parallelo con la rete Parzale compensazone d carch adacent Sovradmensonamento de fltr passv Problematche de fltr passv Rmed Rduzone del fattore d merto attenuazone delle rsonanze aumento delle perdte Introduzone d una nduttanza d dsaccoppamento Induttanza d dsaccoppamento Z cc Induttanza d dsaccoppamento rduzone delle nterferenze con la lnea rduzone delle nterferenze con altr carch perdte, rduzone effcenza ds ds Altr carch Altr carch Argoment trattat Inqunamento armonco nelle ret elettrche IEEE519 Recommended Practces Prncp d funzonamento de fltr passv Problematche de fltr passv nterazone con la rete e con altr carch rmed: rduzone del fattore d merto nduttanza d dsaccoppamento