IL CONTROLLO DELLA TENSIONE E DELLA GENERAZIONE DI POTENZA REATTIVA

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IL CONTROLLO DELLA TENSIONE E DELLA GENERAZIONE DI POTENZA REATTIVA. monofase equivalente di sequenza diretta. E. E. V. P, Q. OBIETTIVO. - PowerPoint PPT Presentation

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  • IL CONTROLLO DELLA TENSIONE E DELLA GENERAZIONE DI POTENZA REATTIVA

  • OBIETTIVOmantenere la tensione V sullutenza costante in modulo al variare della potenza assorbita dalla stessa e al variare delle condizioni di equilibrio della restante parte della rete.

  • EQUILIBRIO ELETTRICOIpotesi: sistema lineare, quindi modellazione della rete alimentante lutenza con lequivalente di Thevenin

  • DV = |E| - |V|Questa ipotesi normalmente verificata perch si esercisce il sistema in modo che a regime gli angoli tra le tensioni siano piccoli, cos da assicurare la stabilit del sistema anche a seguito di perturbazioni.Quindi possibile stimare il modulo di V: |V| @ |E| -(RI cosj + XI senj)

  • EQUAZIONE DELLA TENSIONE IN p.u.Basi : potenza nominale dellutenza, tensione nominale.Lequazione per la stima del modulo di V diventanellipotesi che V@ Vn:

    v @ e (rp + xq)Le variazioni di tensione in p.u. sono, quindi, stimate da:

    Dv @ De D( rp + xq)

  • MEZZI DI REGOLAZIONE DELLA TENSIONERiduzione delle reattanze della rete.Riduzione della potenza reattiva transitante nei componenti il sistema elettrico.

  • RIDUZIONE DELLE REATTANZE DELLA RETERinforzo della rete mediante laggiunta di ulteriori componenti.Sistemi di regolazione della tensione con lobiettivo di mantenere costante la tensione in alcuni nodi della rete.

  • xl=0.3 p.u.xs=1 p.u.xt=0.1 p.u.RINFORZO DELLA RETE

  • A SOLUZIONI DI QUESTO TIPO SI OPPONGONO ........Ragioni sostanzialmente economiche;A meno che il rinforzo del sistema con laggiunta di altri componenti non sia giustificato da altri motivi (incremento dellaffidabilit, diminuzione delle perdite ecc.)

  • SISTEMI DI REGOLAZIONE DELLA TENSIONEHanno lobiettivo di mantenere costante la tensione in opportuni nodi della rete, vicini elettricamente ai carichi.Sono certamente pi economici di soluzioni che prevedono il rinforzo della rete.

  • xl=0.3 p.u.xt=0.1 p.u.ESEMPIO:REGOLAZIONE DELLA TENSIONE AIMORSETTI DEL GENERATOREV = costantexs=1. p.u.

  • xs=1. p.u.xt=0.1 p.u.xl=0.3 p.u.con regolazione della tensione: xt = 0.4 p.u.in assenza di regolazione: xt = 1.4 p.u.

  • 12341.12.14.14.23.13.2

  • 1.112343.22.14.24.13.1

  • 1.112343.22.14.24.13.1SISTEMA SENZA REGOLAZIONE

  • 1.112343.22.14.24.13.1SISTEMA CON REGOLAZIONEAI MORSETTI DEI GENERATORI

  • 1.112343.22.14.24.13.1SISTEMA CON REGOLAZIONEA VALLE DEI TRASFORMATORI

  • REGOLAZIONE COMPENSATANel caso in cui vi siano generatori che alimentano carichi mediante lunghe linee di trasmissione possibile partire dalla misura di tensione e corrente in partenza alla linea (e quindi in prossimit del generatore) calcolare la tensione ad opportuna distanza ed utilizzare tale valore come set point da mantenere costante mediante opportuno sistema di regolazione. In tal caso si riduce ulteriormente limpedenza equivalente del sistema.

  • LA REGOLAZIONE DELLA TENSIONE IN UN GENERATORE SINCRONO

  • SCHEMA GENERALE DELLA REGOLAZIONEReteReg.Attuat.Vrif+-

  • reg.attuat.alternVmis+-Vrifvecc

  • IL PROCESSOPu essere schematizzato approssimativamente con un sistema del primo ordine che tiene conto della dinamica del circuito di eccitazione e considerando puramente algebriche le relazioni tra f.e.m. generata e tensione risultante nel nodo di interesse.

  • LATTUATOREDinamo coassiale regolata mediante leccitazione;Sistema brushless costituito da una macchina sincrona ad indotto rotante con ponte raddrizzatore a diodi anchesso rotante;Eccitatrice statica costituita da un ponte raddrizzatore a tiristori.

  • ALTRI MEZZI PER DIMINUIRE LE REATTANZE DELLA RETEAdozione di capacit connesse in serie (compensazione serie delle linee);

  • xl=0.3 p.u.xs=1 p.u.xt=0.1 p.u.ADOZIONE DELLACOMPENSAZIONE SERIE

  • COMPENSAZIONE SERIExCxLxCx = xL- 2 xC

  • OSSERVAZIONE 1La compensazione serie viene normalmente indicata come percentuale della reattanza induttiva complessiva della linea compensata. Ad esempio una compensazione serie del 20% si ottiene ponendo in serie alla linea una o pi capacit che hanno una reattanza capacitiva complessiva pari al 20% della reattanza di linea. E ovvio che in tal modo la reattanza equivalente viene diminuita del 20%.

  • OSSERVAZIONE 2La percentuale di compensazione serie normalmente adottata non supera il 50%. Al crescere della compensazione capacitiva serie si possono verificare fenomeni indesiderati che vanno evitati.

  • MEZZI PER LA RIDUZIONE DELLA POTENZA REATTIVA TRANSITANTE NEI COMPONENTI IL SISTEMABanchi di condensatori ad inserzione controllata;Macchine sincrone funzionanti come compensatori;Reattori saturabili e capacit;Reattori controllati e capacit (S.V.C.)

  • PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTOP, QQcP, Q-Qc

  • MEZZI PER LA RIDUZIONE DELLA POTENZA REATTIVA TRANSITANTE NEI COMPONENTI IL SISTEMA CON POSSIBILITA DI REGOLAZIONE CONTINUACompensatori sincroni;Reattori controllati e capacit.

  • COMPENSATORI SINCRONIXs

  • COMPENSATORI SINCRONI(funzionamento in sovraeccitazione)EVIXsE+-VI

  • COMPENSATORI SINCRONI(funzionamento in sottoeccitazione)EVIXs

  • I COMPENSATORI SINCRONI NECESSITANO OVVIAMENTE DI UN SISTEMA DI REGOLAZIONE DELLA POTENZA REATTIVA EROGATA (O ASSORBITA !) DEL TIPO PRECEDENTEMENTE DESCRITTO.

  • REATTORI SATURABILIFi

  • TENSIONE FLUSSO E CORRENTE IN UN REATTORE SATURABILEVFIq=wt

  • CARATTERISTICA TENSIONE CORRENTE IN UN REATTORE SATURABILEIV

  • REATTORI SATURABILI E CAPACITAVICIIL

  • I SISTEMI A REATTORI SATURABILI E CAPACITA SONO AUTOREGOLANTI E NON HANNO QUINDI NECESSITA DI UN SISTEMA DI REGOLAZIONE DELLA POTENZA REATTIVA

  • REATTORI CONTROLLATI A TIRISTORI (S.V.C.)11

  • POTENZA REATTIVA ASSORBITA DAI REATTORI CONTROLLATIQa (rad)

  • REATTORI CONTROLLATI A TIRISTORI (S.V.C.)11

  • POTENZA REATTIVA ASSORBITA DAI REATTORI CONTROLLATI E CAPACITA IN PARALLELOQa (rad)QC

  • I SISTEMI A REATTORI CONTROLLATI A TIRISTORI (SVC) NECESSITANO OVVIAMENTE DI UN SISTEMA DI REGOLAZIONE DELLANGOLO DI COMMUTAZIONE a E QUINDI DELLA POTENZA REATTIVA EROGATA O ASSORBITA.

  • I COMPENSATORI STATICI COSTITUISCONO UN SISTEMA TRIFASE USUALMENTE COLLEGATO A TRIANGOLO123

  • TRASFORMATORI A RAPPORTO VARIABILEN2N1m = N1 /N2

  • EFFETTI DELLUTILIZZO DI UN TRASFORMATORE A RAPPORTO VARIABILE

  • ESEMPIO DI UTILIZZO DI UN TRASFORMATORE A RAPPORTO VARIABILEP, QRm:1

  • COMPORTAMENTO DEL SISTEMA DI REGOLAZIONE DI TENSIONE A FRONTE DI VARIAZIONI RAPIDE DI PRELIEVOSe la variazione della potenza prelevata dal carico (soprattutto potenza reattiva) molto rapida (e ci accade in certi utilizzatori industriali), i regolatori dei dispositivi di compensazione ora descritti non sono in grado di intervenire tempestivamente.