Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Load-current response to severe changes of voltage
KTH, School of Electrical Engineering (EES), Electromagnetic Engineering.
2017 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Electric loads, such as computers, lamps, refrigerators and heaters connected to low-voltage distributionsystems in homes and offices differ widely in how their current responds to changes in the applied voltage.These voltage changes could be a total collapse of the voltage, a weak or strong reduction of amplitude,or a sudden phase-shift.This thesis investigates the currents into some modern power-electronic interfaced loads, at sub-cycletimescales, in response to sudden changes of AC voltage magnitude. One reason for this interest was anearlier project about fault-location methods in which the necessary level of modeling of loads wasquestioned [1]. A related issue that is also investigated is the response of such loads when Wye-connectedin a three-phase system with a high-impedance neutral such as a broken conductor.Several related matters have been studied a lot in other work. For example, active and reactive powerconsumptions of loads can change in response to the variation of voltage magnitude and frequency.Studies of power system oscillations, and angle and voltage stability, typically make use of such models.At distribution level, the relation of power consumption of loads to the feeder voltage has been includedin studies of Conservation Voltage Reduction (CVR). In these examples, the variation of voltage is typicallysmall, and the result is a value that summarizes an entire cycle (active or reactive power) without givinginformation about the current’s faster changes. Studies of voltage dip tolerance have instead workedwith larger changes of voltage, and short and variable durations, but without the resulting current beingthe interest.This thesis starts with a literature survey about different types of modern loads with differentcharacteristics, especially electronic loads which have become a far greater proportion of the totaldistribution-system load over the past several decades. It is known that the number of the electronicdevices has increased significantly due to the boom in the consumer electronic market. The most commonexamples of these loads include: computers, monitors, TVs and DVD players. Based on a survey of loadbehaviors and models, the current response of these loads to the voltage dips or recoveries are modeledby circuit simulation. Measurements of the currents into some computer equipment were performedwith voltage dips and recoveries, and compared to the results from models. The voltage amplitude dropsto 25%, 50% or 75% of its original value, and recovers afterwards. The current response is studied, focusingmainly during a short time period up to a few AC cycles. A similar mixture of simulation and measurementis then used to study the situation of the potential that arises at the neutral point of a three-phaseconnected electronic load when the neutral conductor has a high resistance.

Abstract [sv]

Elektriska laster i hem och kontor, såsom datorer, lampor, kylskåp och värmare, anslutna tilllågspänningsdistributionsnätet, varierar kraftigt i hur deras strömmar reagerar till förändringar ispänningen, vilka kan exempelvis vara en svag eller stark minskning av spänningsamplituden eller enplötslig fasförskjutning.Denna avhandling undersöker strömmarna i vissa moderna slags laster, vilka har effektelektroniskgränsnitt mellan nätet och effektförbrukningen. Strömmarna betraktas även på tidsskalor mindre än enperiod av nätfrekvensen. En anledning till intresset var ett tidigare projekt om fellokaliseringsmetodersom ifrågasatte den nödvändiga nivån av lastmodellering [1]. En relaterad fråga som också utreds ärbeteendet av sådana laster när de är Y-anslutna i ett tre-fas system med hög impedans i nolledaren.Flera aspekter av lastmodellering har studerats i tidigare arbete. Aktiv och reaktiv strömförbrukning avlaster som konsekvens av spänningsamplitud och frekvensen har studerats för modellering av elsystemetssvängningar samt vinkel- och spänningsstabilitet. I distributionsnätet har förhållandet mellan lastersströmförbrukning spänningsamplituden inkluderats i studier av ”CVR” (conservation voltage reduction). Idessa exempel är variationen av spänningen vanligtvis små och resultatet är ett värde som sammanfattaren hel cykel (aktiv eller reaktiv effekt) utan att ge information om snabbare förändringar. Studier avtolerans av laster till spänningssjunkningar har istället arbetat med större ändringar av spänning och kortoch variabel varaktigheter, men utan att ta intresse på den resulterande strömmen.Avhandlingen inleds med en litteraturstudie om olika typer av moderna laster med olika egenskaper,särskilt elektroniska laster som har blivit en mycket större andel av distributionnätets belastning under desenaste decennierna. Antalet elektroniska enheter har ökat betydligt: vanliga exempel av sådana laster ärdatorer, bildskärmar, TV och DVD-spelare. Baserat på litteratur om sådana laster och deras modeller, harresponsen av dessa laster till spänningssjunkningar eller återställningar modelleras genomkretssimuleringar. Mätningar har också utförts, av strömmarna i några datorutrustningar, vid spänningarsom sjunker med 25%, 50% eller 75% av det ursprungliga värdet och återställs efteråt. Dessa mätningarjämförs med resultaten från modellerna. Tidsramen av intresse är från millisekunder upp till någraperioder av nätfrekvensen. En liknande kombination av simulering och mätning har också använts för attstudera situationen där faror kan uppstå vid bruten nolledare i ett trefassystem.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , p. 85
Series
TRITA-EE, ISSN 1653-5146 ; 2016:204
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-203894OAI: oai:DiVA.org:kth-203894DiVA, id: diva2:1082966
Educational program
Master of Science - Electric Power Engineering
Available from: 2017-03-20 Created: 2017-03-20 Last updated: 2017-03-20Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(6904 kB)212 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 6904 kBChecksum SHA-512
42357c00ab424081e79b8695eb9a03a3f76b2fbb2043bba6de153c9a68cb2f7394c72afb9d57e99623c6b34644f8001058516c72f2c7fc6040754cfe8a35fd54
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Electromagnetic Engineering
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 212 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 286 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf