Zpětné rušivé vlivy osvětlovacích soustav na napájecí síť

Disturbing influences of lighting systems to the supply network

dissertation

Czech

Disertační práce se zabývá zpětnými rušivými vlivy světelných zdrojů osvětlovacích soustav na napájecí síť, které jsou součástí vzájemné interference v nízko-frekvenční oblasti. Konkrétně je zaměřena na odběr světelných zdrojů a osvětlovacích soustav v ustáleném stavu, spojený s generováním harmonických proudů, jejich šířením v napájecí síti a dopadem na provoz typického napájecího elektrického systému. V první části je práce zaměřena na analýzu odběru všech obvykle používaných nebo perspektivních typů světelných zdrojů pro všeobecné osvětlování v základním a ustáleném stavu při sinusovém jmenovitém napájecím napětí. Součástí analýzy je rozbor funkce světelných zdrojů, nutný pro určení hodnot charakteristik odběru a jejich rozsahu, v závislosti na typu, zapojení a dimenzování světelného zdroje. Pro stanovení rozsahu hodnot charakteristik odběru, s ohledem na možná technická řešení, správnou funkci světelného zdroje, platné normy a ekonomickou efektivnost, jsou použity zjednodušené výpočty na základě předpokládaného průběhu odebíraného proudu, simulace odběru na sestavených modelech a měření odběru reálných světelných zdrojů. V dalším jsou uvedeny výsledky měření a vyhodnocení vlivu harmonického zkreslení napájecího napětí na odběr jednotlivých typů světelných zdrojů. Druhá část se zabývá sčítáním harmonických proudů světelných zdrojů a jejich šířením v třífázové nn napájecí síti, a účinkem celkového odběru osvětlovacích soustav na zatížení napájecích vedení, ztráty v napájecí síti a deformaci napětí v napájecím bodě. Výsledkem práce je souhrnná analýza odběru světelných zdrojů a průvodních jevů, které souvisí se zapojením světelných zdrojů do rozsáhlých třífázových osvětlovacích soustav, s vytvořením podkladů pro stanovení pravděpodobného charakteru odběru osvětlovací soustavy a jeho bezprostřední vliv na zatížení napájecích vedení a deformaci napětí, na základě použitých typů světelných zdrojů, parametrů napětí v místě připojení, konfigurace a topologie osvětlovacích soustav a na podmínkách připojení na napájecí soustavu.

The dissertation thesis deals with backward disturbing influences of light sources connected in illuminating systems on supply network which is a part of mutual interference within low-frequency sphere. Concretely it is focused on the light sources and illuminating systems consumption in a steady state, associated with generating of current harmonic components, its propagation in the supply network and with the impact on the typical supply electrical system operation. The first part targets the consumption analysis of all commonly used or perspective types of light sources for a general use in the fundamental and steady state along with sine-wave nominal supply voltage. The part of the study is the light sources working principle analysis which is essential for setting the values of consumption characteristics and its range according to the type, design and dimensioning of light source. For setting the range of the consumption characteristics values regarding possible technical solutions, the light source correct operation, valid standards and economic efficiency, there are used simplified calculations based on the assumed instantaneous value behaviour of demand current, mathematical simulations of lamps consumption on assembled models and consumption measurement on the existing light sources. Hereafter the results of the measurement and the evaluation of impact the supply voltage harmonic distortion on the consumption of each light source type are pointed. Following part of the dissertation deals with summation of harmonic current components of light sources and its propagation within the threephase lowvoltage supply network and with the impact of overall illuminating systems demand on the supply conductors loading, losses in the supply network and the voltage distortion in the point of coupling. The gain of the dissertation thesis is the overall analysis of the light sources demand and con-comitant low-frequency phenomena relating to light sources connection into waste three-phase illuminating systems, with creating basis for setting of presumable current and power demand character of illuminating system and its immediate impact on the supply network based on the used types of light sources, voltage parameters in the point of connection, configuration and topology of illuminating systems and based on the circumstances of the connection to the supply network.

Light sources, Power consumption characteristics, Harmonics, Simulation, Harmonics summation and propagation, Neutral conductor loading, Power losses, Cable Derating Factor, Voltage distortion

Drápela, J.

20. 9. 2006

VUT v Brně

Brno

1

233

233