Analýza vývoje parametrů kvality elektrické energie

Radim Čumpelík

Doctoral thesis

Analysis of the Development of Power Quality Parameters

Abstract:

Kvalita elektřiny není pro většinu lidí dostatečně srozumitelným pojmem. Slovo „kvalita“ tak bývá často mylně spojováno pouze s kvalitou výroby elektřiny. Elektřina je zboží, které nejde ve velkém měřítku libovolně dlouho skladovat. Pokud tedy vyrobíme kvalitní elektřinu, je bez prodlení prakticky ihned spotřebována v konečném místě spotřeby. I když rychlost tohoto transportu elektřiny je blízký rychlosti světla, objevuje se během tohoto transportu v elektrické síti rušení, které kvalitu transportované elektřiny zhoršuje. Obecně lze říci, že čím více je kumulativně nelineárních prvků k elektrické síti připojených a zároveň nejsou tyto rušivé vlivy nikterak filtrovány, nebo tlumeny, tím víc je v okolí těchto nelineárních prvků rušivých účinků se zpětnými vlivy na napájecí síť s dopady na kvalitu elektřiny v místě odběru. Zhoršená kvalita elektřiny pak vede nejen ke snížení účinnosti, nebo chybné funkce elektrických spotřebičů, ale mnohdy i k takovým nežádoucím stavům, jako je proudové přetížení středního vodiče, či porucha spotřebiče. Tato disertační práce se zabývá analýzou vývoje parametrů kvality elektrické energie ve dvou vybraných lokalitách, konkrétně v kraji Moravskoslezském a kraji Plzeňském. V obou případech je jedná o analýzu parametrů kvality elektrické energie dlouhodobého měření, které je umístěno v distribučních sítích společnosti ČEZ, a.s. na napěťových hladinách vysokého a velmi vysokého napěti. Data pro tuto analýzu poskytla a souhlas s dalším zpracováním těchto dat dala společnost ČEZ Distribuce, a.s. Pro zpracování těchto dat bylo v aplikaci MS Excel 2010 vytvořeno několik maker a to za pomocí vývojového prostředí Visual Basic for Application. Úkolem této disertační práce není pouze vyhodnotit všechny kvalitativní parametry dle ČSN EN 50160 ED. 3, ale také posoudit trend vývoje kvality v daných měřících místech distribuční sítě a pokusit se predikovat vývoj kvality elektřiny s ohledem na všechny známé okolnosti v okolí míst měření. Další částí této disertační práce je srovnání různých metod vyhodnocení veličin se dvěma limity při zjišťování kvality elektrické energie. Samostatnou kapitolou pak je vyhodnocení prozatím nedefinovaných parametrů kvality pro napěťovou hladinu vvn a srovnání s napěťovou hladinou vn v ČSN EN 50160 ED. 3. Výsledky tohoto vyhodnocení pak může sloužit jako dílčí podklad pro doplnění normy ČSN EN 50160 ED. 3.

Abstract:

The quality of electricity is not enough for most people, understandable terms. The word "quality" as it is often mistakenly associated only with the quality of electricity. Electricity is a commodity that is not on a large scale indefinitely store. So if you produce quality electricity, without delay almost immediately consumed in the final point of consumption. While the speed of transport of electricity is close to the speed of light, occurs during this transport in the electric network interference which impairs the quality of the transported electricity. Generally speaking, the more the cumulative nonlinear elements connected to the mains while they are not in any way disturbing influences filtered or attenuated, the more around these nonlinear elements disturbing effects of the retroactive effects on the mains with the impacts on the quality of electricity in the spot collection. Impaired quality of electricity leads not only to a reduction in effectiveness or malfunction of electrical appliances, but often also in such adverse conditions, such as overcurrent center conductor or a fault in the appliance. This dissertation analyzes the development of power quality parameters in two selected areas, specifically in the Moravian-Silesian Region and the Pilsen Region. In both cases involve an assessment of power quality parameters of long-term measurements, which is located in the distribution networks of ČEZ, as at voltage levels high and very high voltage. Data for this analysis gave a consent to the processing of these data gave CEZ Distribution, as For processing such data was in MS Excel 2010 created several macros and using the development environment Visual Basic for Application. The goal of this dissertation is not only evaluate all quality parameters according to EN 50160 ED. 3, but also to examine the trend in the quality of the measurement points of the distribution network and try to predict the development of power quality with respect to all known circumstances in the vicinity of the measurement. Another part of this thesis is to compare different methods of evaluation variables with two levels, with surveys in power quality. A separate chapter is the evaluation so far undefined quality parameters for vvn network and compared with the voltage level vn in EN 50160 ED. 3. The results of this evaluation may serve as a partial basis for adding the EN 50160 standard ED. 3rd.

Keywords

Elektromagnetická kompatibilita, kvalita elektrického napětí, kvalita napětí, kvalita elektřiny, elektrické napětí, odchylky napájecího napětí, elektrický výkon, zpětné vlivy na distribuční síť, elektrická energie, kmitočet napájecího napětí, napájecí napětí, kolísání napětí, flikr, nesymetrie napětí, harmonické napětí, rušení, odběratel, ...

Keywords

Electromagnetic compatibility, power quality, voltage quality, voltage, supply voltage variations, electrical power, reverse the effects of the distribution network, electricity, power frequency, supply voltage, voltage fluctuations, flicker, voltage unbalance, harmonic voltage, interference, customer, ...

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 4. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 1. 6. 2015
• Supervisor: Petr Krejčí
• Reader: Petr Vašenka, Petr Toman, Vladimír Král

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Doctoral programme / field:
Elektrotechnika / Elektroenergetika