Sisteme izolate de putere

Sisteme izolate de putere

Crestaturile aparute in procesul de comutatie, au tendinta de produce cat mai putine probleme in sistemele mari de putere,fata de cele izolate precum cele de pe vapoare sau instalatii petroliere marine. Frecventele naturale din sistemele mari sunt de obicei mai inalte iar energiile implicate mai mici. Ca rezultat,pulsatiile oscilatorii care apar datorita aparitiei crestaturilor in procesul comutatiei sunt mici si usor filtrate de catre capacitatea sistemului adiacenta convertorului. In sistemele izolate capacitatea (valoarea sa) si raporturile LIR sunt mult mai mari. In consecinta, oscilatiile au o energie mai mare si o frecventa mai joasa si de aceea nu sunt absorbite in acelasi grad, ci sunt distribuite in tot sistemul, in detrimentul acestor sarcini. Din acest motiv, problemele care apar sunt deseori rezultatul efectelor oscilatorii si ele sunt:

deteriorarea izolatiei la supratensiune;

reglarea incorecta a tensiunii de catre regulatoarele automate de tensiune (AVR);

interferente pe frevente in domeniul audio;

aparitia de supracurenti in cicuitele cu caracter capacitiv;

functionarea necorespunzatoare a echipamentului datorita faptului ca instalatia de automatizare determina eronat marimile de reglaj datorita existentei crestaturilor in undele de tensiune si curent in momentul comutatiei si fonomenelor datorate trecerii prin zero a curentilor ,si prin urmare se stabileste eronat unghiul de aprindere al tiristorilor in conductie.

In multe situatii la sistemele izolate, calitatea functionarii este determinata de calitatea aparaturii electronice de reglaj si de configuratia convertorului de putere.Ca urmare, modelul care a fost folosit in reprezentarea alimentarii, adica t.e.m. sinusoidala cu inductivitate proprie isi pierde semnificatia din moment ce functionarea sa presupune sa avem o sarcina liniara si echilibrata.

Totusi, s-a putut gasit modelul efectiv de sarcina echilibrata pentru simularea unor regimuri de functinare,daca consideram ca putera sursei are putere infinita in raport cu puterea sarcinii, adica ovom considera 15% din aceasta.

Nu este cazul sistemelor de putere izolate cu puteri mari unde pot avea pana la 60% din putera sistemului sistemului de alimentare si unde, ca rezultat avem, distorsiuni ale formei de unda ale curentului si tensiunii foarte severe.

In aceasta situatie, natura si marimea acestei distorsiuni poate fi influentata de caracteristicile retelei de alimentare alternative, cu sarcina dezechilibrata.

Un astfel de parametru, evidentiat initial de catre Bonwick, este asimetria datorita cicuitului rotoric al generatorului, definita atunci cand . Este importanta de obicei la generatoarele care nu au bobine mari de atenuare a curentului si, ca rezultat, sunt caracterizate de o t.e.m. statorica cu continut mare de armonici de ordin impar si care sunt aplicate sarcini, diferite de situatia cicuitelor liniare si echilibrate cu o sursa de t.e.m.caraterizata de marimi cu frecventa egala cu frecventa fundamentala.

In ultimii ani s-au cercetat anumite sisteme electrice pentru dezvoltarea unor modele mai complexe de surse de energie regenerabile,bazata pe luarea in calcul a efectelor sarcinii convertorului.

Analizele initiale au inclus restrctiile determinate de inductanta de valoare infinita in circuitul de c.c. si rezistenta infasurarii neglijabila , in prezent,s-au facut progrese suficiente ca analizele sa se faca incluzand si aceste elemente. Graham a aratat o metoda in care alternatorul din Fig. 9, este folosit in actionarea unei sarcini de c.c. printr-un convertor de 6 pulsuri.

Ecuatiile folosite pentru definirea relatiei v-i a acestui sistem sunt aratate in tabelul 1. Valabilitatea acestor ecuatii nu este restrictionata de un mod de analiza particulara si de aceea poate fi folosit si in situatia cand sarcina are caracter dublu atat de receptor cat si generator comandata de un convertor electronic.

Figura 9. Reprezentarea multi-bobina a unui alternator.

Tabel 1. Listarea ecuatiilor generatorului (p # d / dt, #armatura, f #camp)

Sarcina impusa de convertor si maniera de analiza a acestor ecuatii pot fi explicate in termenii de circuit din Fig. 10. Aceasta ilustreaza caracterul de conductie al fazelor generatorului in punctul de functionare pe o perioada a marimilor de c.a., la care R si Y sunt fazele implicate in conductie.

Inchiderea cicuitului prin intermediul comutatorului, marimea S apare la producerea impulsului de comanda a urmatorului tiristor si rezulta initierea procesului de comutatie , determinand conectarea fazei B.

Aceasta situatie persista pana cand comutatia este completa, moment in care a treia faza va lua locul uneia din fazele R sau Y . Apoi procesul poate fi repetat, cu redefinirea adecvata a fazelor in conductie, pentru a parcurge cat de multe cicluri.

Ecuatiile din Tabelul 1 sunt pentru a reliefa variatia marimilor electrice in conductie cu circuitul S inchis sau deschis.Din aeste ecuatii se pot aranja intr-o ecuatie matriciala de forma Ec. 20.

Figura 10. Ilustrarea modului de comutatie

(Ec. 20) este folosita ca o aplicatie a relatiilor Runge Kutta de ordin 4 pentru determinarea curentilor circuitului. Dupa aceea se poate calcula valoarea tensiunilor caracteristice ale sistemului.