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


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania »?

Słupy oswietlenia zewnętrznego - na co zwrócić uwagę przy wyborze? »

Ranki łączniki gniazdka Szynoprzewody - małe i średnie instalacje
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia ulicznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

automatyka przemysłowa elektronika
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Energetyka wiatrowa w Polsce wady i zalety?

ograniczniki konwersja energii elektryczne
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Udział odnawialnych źródeł energii w Polsce stanowi około 14% całkowitej produkcji energii elektrycznej, z czego energetyka wiatrowa stanowi obecnie ponad... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... 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 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Pobierz darmowy ebook i usprawnij instalacje przewodów »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania »

Liczniki energii jakie wybrać Łączniki elektrinstalacyjne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania... 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 »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

Zmiany w programie Mój Prąd

Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Morskiej poinformował, że został skorygowany wzór wniosku o dofinansowanie w ramach programu Mój Prąd. Wprowadzona zmiana umożliwia...

Przekaźnik instalacyjny o wysokiej odporności na prąd udarowy

RPI-1ZI-U24A firmy Relpol, to nowy przekaźnik instalacyjny, który wytrzymuje prąd załączania 120 A w czasie 20 ms. Przekaźnik ten przeznaczony jest do załączania obwodów o wysokim...
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

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