Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Wpływ szybkości komutacji baterii kondensatorów na zawartość wyższych harmonicznych

Rys. 1. Bilans mocy przed wymianą kompensatora
Rys. 1. Bilans mocy przed wymianą kompensatora
Rys. K. Herlender

Z przeprowadzonych badań wynika, że instalując urządzenia do kompensacji mocy biernej można uzyskać prawidłowy efekt w zakresie wymaganego współczynnika mocy, ale jednocześnie może się okazać, że w miejscu ich zainstalowania wystąpi wzrost harmonicznych napięcia i prądu, co może być spowodowane nadmiarem pojemności w układzie wynikającym ze zbyt wolnego procesu załączania lub wyłączania poszczególnych stopni baterii kondensatorów. Zjawiska te zostaną przedstawione w artykule na konkretnym przykładzie.

Pomiary i analizy zostały wykonane w zakładzie produkcyjnym GEDIA w Nowej Soli. Analizę przeprowadzono dla typowej prefabrykowanej rozdzielnicy przemysłowej o symbolu R5, o maksymalnej obciążalności do 3000 A. Z rozdzielnicy R5 zasilany jest układ następujących odbiorników: prasa CTUA-2500, prasa HYLA 1400, prasa MW-630, prasa ERFURT-630, dwie prasy ERFURT-800.

Największą prasą zasilaną z rozdzielnicy R5 jest prasa hydrauliczna CTUA 2500, którą charakteryzują następujące parametry:

  • moc zainstalowana 480 kW, w tym największy silnik 200 kW,
  • moc używana średnio 150 kW,
  • nacisk prasy 2500 t,
  • możliwa teoretyczna częstotliwość cyklu 15,2 s.

Układ kompensacji przed modernizacją

W zakładzie produkcyjnym ­GEDIA rozdzielnia R5, zainstalowano klasyczny układ kompensacyjny oparty na kondensatorach energetycznych 3‑fazowych, chronionych dławikami 7%, moc 600 kvar/400 V, sposób załączania poszczególnych stopni – stycznik dopasowany do mocy stopnia. Całość zarządzana jest regulatorem współczynnika mocy.

Układ spełniał zadania związane z uzyskaniem efektu ekonomicznego, tzn. średnia wartość w okresie rozliczeniowym tg φ < 0,4 (brak opłat z tytułu ponadnormatywnego poboru mocy biernej indukcyjnej) (rys. 1. patrz: zdjęcie tytułowe).

Mimo że zainstalowany układ kompensacji spełniał wymagania dotyczące warunku tg φ < 0,4 przeprowadzono szczegółową analizę parametrów sieci nn 0,4 kV w rozdzielni R5 pod kątem gospodarki mocą bierną oraz jakości napięcia zasilającego wg PN-EN 50160, ze szczególnym uwzględnieniem zawartości harmonicznych w prądzie (THDI) i napięciu (THDU).

W wyniku przeprowadzonych badań okazało się, że istniejąca kompensacja mocy biernej indukcyjnej pogarsza parametry sieci zasilającej, powodując wzrost udziału harmonicznych napięcia i prądu na szynach rozdzielnicy R5, co wynika między innymi ze wzrostu pojemności w układzie.

Wpływ pojemności na harmoniczne obrazują poniższe zależności:

  • wartości chwilowe napięć i prądów dla k-tej harmonicznej, odpowiednio zależność (1) i (2):

  (1)

(2)

gdzie:

Zk – moduł impedancji dla k-tej harmonicznej, wyrażony zależnością (3):

(3)

tg φk - tangens kąta przesunięcia fazowego dla k-tej harmonicznej, zależność (4):

  (4)

gdzie:

Xk – reaktancja pojemnościowa dla k-tej harmonicznej, wyrażona zależnością (5):

  (5)

tg φk - tangens kąta przesunięcia fazowego dla k-tej harmonicznej z wykorzystaniem zależności (5), zależność (6):

  (6)

Z powyższych zależności wynika, że wraz ze wzrostem pojemności C oraz rzędu harmonicznej maleją wartości reaktancji pojemnościowej Xk, a tym samym moduł impedancji Zk oraz tangensa kąta przesunięcia fazowego tg φk.

Zmniejszanie się impedancji Zk powoduje, że wraz ze wzrostem rzędu harmonicznej wzrasta wartość skuteczna prądu (7):

(7)

Z zależności (7) wynika również, że wartość skuteczna prądu dla k-tej harmonicznej wzrasta szybciej niż wartość skuteczna napięcia. Zatem krzywa prądu i płynącego w gałęzi RC jest znacznie bardziej odkształcona od sinusoidy, niż krzywa napięcia u, ponieważ to występująca w układzie pojemność powoduje narastanie wyższych harmonicznych prądu.

Z powyższych zależności wynikają również następujące wnioski:

  • nadmiar pojemności w układzie może prowadzić do niekorzystnych efektów związanych ze wzrostem harmonicznych w układzie, nawet przy spełnionym warunku tg φ << 0,4, jak i przy przekompensowaniu,
  • pełna kompensacja mocy biernej, spełniony warunek rezonansu XL = XC, powoduje, że istniejące w sieci harmoniczne są bardzo podatne na wzmocnienia.

W celu poprawienia zaistniałej sytuacji zaproponowano nowe urządzenie kompensacyjne, które miało ograniczyć te negatywne zjawiska.

Inwestor, zainteresowany poprawą jakości napięcia w rozdzielniach oddziałowych, wyraził zgodę na wykonanie nowego układu kompensacji, który zwiększy pewność zasilania, podniesie jego jakość oraz będzie w zgodzie z aktualnie obowiązującymi przepisami w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej, jak i efektywności energetycznej.

XXXX

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Oznaczniki kabli i przewodów - jakie wybrać »

Gdzie znajdziesz systemy zasilania dla każdej dziedziny przemysłu »

drukarka etykiet systemy zasilania
Sposoby oznaczania kabli i przewodów w elektrycznych są różne.Jedne mniej trwałe, a inne (...) czytam więcej » Oferują zaawansowane usługi badawczo-rozwojowe obejmujące elektronikę, wbudowane oprogramowanie, mechanikę systemu zasilania (...) czytam dalej »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

Ośiwetlenie - jakie wybrać? bezpanelowa energia słoneczna
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Jaką drukarkę do oznaczeń elektrycznych wybrać»

etykietowanie kabli i przewodów Priorytetem przy oznaczaniu sieci i jej poszczególnych elementów czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych, kilometrów kabli, dziesiątek przełączników czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych jest ...... czytam dalej »


Automatyka i czujniki - dlaczego to takie ważne »

Poznaj tajemnicę elektryków - złączki bezszynowe »

Czujniki i automatyka złączki bezszynowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Czy wiesz jak wykonać montaż i jak można łączyć ze sobą złączki bez użycia szyn ... czytam dalej »

Zasilacze a odporność na zwarcia - dlaczego to takie ważne?

Promocje na kamery termowizyjne W sieciach zasilających obiekty przemysłowe i użyteczności publicznej powszechnie stosuje się zasilacze bezprzerwowe UPS w celu ochrony ważnych urządzeń odbiorczych, wrażliwyc ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Uwaga konkurs! Znasz "elektrycznych" producentów? Zagraj i wygraj atrakcyjne nagrody »

Oświetlenie jakie wybrać aby przypominało światło dzienne Konkurs
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i ... czytam dalej » Weź udział w letnim konkursie i zgarnij nagrody. Co tydzien nowa gra i nowa szansa na wygraną. Sprawdź się i zawalcz o wygraną! chcę zagrać »

Co jeszcze potrafią enkodery Ethernet?

UPS zasilacze Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym?

Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

Switche zarządzalne spd ograniczniki przepięć
Switche niezarządzalne to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz ... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
6/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Wpływ stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych na sieć elektroenergetyczną
  • - Projekt zasilania oświetlenia terenu bazy logistycznej
Zobacz szczegóły
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl