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

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Kompensacja mocy biernej przy przebiegach odkształconych (część 2.)

Reactive power compensation in conditions of the currents and voltages distortion – Part Two
Jest to druga część artykułu, której temat obejmuje swym zakresem wyniki badań pomiarowych przeprowadzonych w wybranych obiektach wraz z ich analizą pod kątem prawidłowego doboru urządzeń do kompensacji mocy biernej.
Jest to druga część artykułu, której temat obejmuje swym zakresem wyniki badań pomiarowych przeprowadzonych w wybranych obiektach wraz z ich analizą pod kątem prawidłowego doboru urządzeń do kompensacji mocy biernej.
Rys. redakcja EI

Zjawisko kompensacji mocy biernej w nowoczesnych zakładach przemysłowych staje się, głównie ze względów ekonomicznych, czymś obowiązkowym. Niestety różnorodność maszyn zainstalowanych w obiektach przemysłowych uniemożliwia szablonowe podejście do procesu doboru urządzeń kompensujących. Szybkozmienność obciążenia oraz zmienność charakteru obciążenia mocą bierną są głównymi czynnikami, które powodują, że do każdego przypadku należy podchodzić indywidualnie.

W celu prawidłowego doboru układu kompensującego moc bierną, oprócz danych zawartych na rachunkach za energię elektryczną, niezbędne staje się wykonanie badań parametrów jakości energii elektrycznej.

Wymagania dotyczące ochrony kondensatorów przed skutkami odkształceń prądów

Tak jak napisano w pierwszej części artykułu [1], aby zminimalizować prawdopodobieństwo uszkodzenia baterii kondensatorów spowodowanego zjawiskami rezonansowymi, należy zastosować kondensatory wzmocnione o napięciach znamionowych wyższych od napięcia sieci (najczęściej 440 V, 480 V, 525 V) oraz dławiki ochronne, powodujące odstrojenie układu od częstotliwości rezonansowej. Należy przy tym pamiętać, że wyposażenie baterii kondensatorów w dławiki ochronne znacząco podniesie koszty układu (nawet o 60%), co spowoduje wydłużenie czasu zwrotu inwestycji.

W literaturze podawanych jest kilka rozwiązań [2, 3, 4], pozwalających określić (na etapie projektowania układów kompensacyjnych), potrzebę zastosowania ochrony przed skutkami odkształceń prądów i napięć oraz wskazać, jakie rozwiązania techniczne należy zastosować. Sposób doboru środków ochronnych baterii kondensatorów zależy w głównej mierze od rodzaju informacji, jakimi dysponuje projektant.

Jedna z metod bazuje na danych dotyczących struktury mocy zainstalowanej (mocy i rodzajów przyłączonych odbiorników). Dobór środków ochrony baterii przeprowadza się na podstawie współczynnika udziału mocy Sh odbiorników nieliniowych (np. elektronicznych i energoelektronicznych) w mocy ST transformatora SN/nn, zasilającego analizowaną sieć niskiego napięcia:

(1)

gdzie:

Sh – moc zainstalowana pozorna odbiorników nieliniowych, w [VA],
ST – moc znamionowa transformatora SN/nn zasilającego sieć nn, w [VA].

W zależności od wartości współczynnika khi, dobór środków ochrony kondensatorów przeprowadza się następująco:

  • khi ≤ 15% – można nie stosować żadnych środków ochronnych i zainstalować kondensatory standardowe (napięcie znamionowe 400 V lub 415 V),
  • 15% < khi ≤ 25% – należy zastosować kondensatory wzmocnione o napięciach znamionowych wyższych od napięcia sieci,
  • 25% < khi ≤ 50% – należy zastosować kondensatory wzmocnione oraz dławiki ochronne odstrajające od częstotliwości znamionowej, 
  • khi > 50% – należy zastosować filtry wyższych harmonicznych (pasywne lub aktywne), ze względu na duże prawdopodobieństwo ponadnormatywnego odkształcenia napięcia (THDU > 8%), mogącego skutkować zagrożeniem dla bezpieczeństwa pracy baterii kondensatorów oraz innych urządzeń przyłączonych do sieci nn.

Metoda ta jest jednak mało precyzyjna, ponieważ różne odbiorniki nieliniowe mogą wprowadzać do sieci różne zakłócenia (harmoniczne), co może w niektórych przypadkach prowadzić do nieprawidłowego doboru środków ochrony kondensatorów (przewymiarowanie lub niedostateczna ochrona).

Dużo dokładniejszym (choć nie zawsze możliwym) sposobem jest dobór środków ochronnych na podstawie wyników pomiarów (rejestracji) parametrów jakości energii elektrycznej w punkcie planowanego przyłączenia baterii kondensatorów do sieci elektroenergetycznej. W tym przypadku jako kryterium doboru urządzeń kompensacyjnych stosuje się wartość całkowitego współczynnika odkształcenia prądu (THDI) pomnożonego przez stopień obciążenia transformatora SN/nn zasilającego analizowaną sieć nn, który można opisać zależnością:

 (2)

gdzie:

THDI – zmierzona wartość współczynnika odkształcenia prądu obciążenia, w [%],
Sm
– zmierzona wartość mocy pozornej odbiorników nieliniowych, w [VA],
ST – moc znamionowa transformatora SN/nn zasilającego sieć nn, w [VA].

W zależności od wartości współczynnika khm dobór środków służących do ochrony kondensatorów przeprowadza się następująco:

  • khm ≤ 5% – można stosować kondensatory standardowe bez dławików ochronnych,
  • 5% < khm ≤ 10% – należy zastosować kondensatory wzmocnione,
  • 10% < khi ≤ 20% – należy zastosować kondensatory wzmocnione oraz dławiki ochronne,
  • khm > 20% – dodatkowo w przypadku wysokich odkształceń prądów należy kontrolować również odkształcenie napięcia i jeżeli przekroczy ono wartości dopuszczalne w przepisach (THDU > 8%), zastosować filtry wyższych harmonicznych w celu zminimalizowania zagrożenia dla bezpieczeństwa pracy baterii kondensatorów oraz innych urządzeń.

Zakres badań pomiarowych

W celu doboru układu kompensującego moc bierną w danym zakładzie przemysłowym niezbędne jest wykonanie pomiarów przebiegu zmian wartości następujących parametrów energii elektrycznej:

  • napięcie zasilające,
  • prąd obciążenia,
  • moc czynna,
  • moc bierna,
  • tg φ lub cos φ,
  • zawartość poszczególnych harmonicznych,
  • THDu,
  • THDI.

Należy przy tym pamiętać, aby czas rejestracji obejmował pełny zakres zmian obciążenia danego zakładu przemysłowego – począwszy od przerw postojowych, aż do pełnego obciążenia.

 

Do pomiarów należy wykorzystywać urządzenia charakteryzujące się wystarczającą dokładnością, tak aby zarejestrowane oraz wyliczone przez urządzenie pomiarowe wartości były jak najbardziej wiarygodne (obarczone możliwie małym błędem).

Na cele niniejszego artykułu, autorzy posłużyli się przenośnym analizatorem jakości zasilania MAVOWATT 240 firmy GOSSEN METRAWATT, posiadającym certyfikat kalibracji wydany przez Laboratorium Drantez. Analizator ten przeznaczony jest do pomiarów i rejestracji parametrów pracy jednofazowej lub trójfazowej sieci elektroenergetycznej zgodnie z najwyższymi przyjętymi na świecie standardami, takimi jak:

  • IEC 61000-4-30 Klasa A (wszystkie wielkości mierzone),
  • IEC 610004-7 (harmoniczne),
  • IEC 61000-4-15 (migotanie światła – flicker),
  • IEEE 1159, IEEE 519 i IEEE 1453

i pozwala na wykonywanie pomiarów w instalacjach o kategoriach CAT III i CAT IV.

Czytaj też: Kompensacja mocy biernej przy przebiegach odkształconych (część 1) >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 4/2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Weź udział w konkursie, zdobywaj wiedzę i atrakcyjne nagrody! »

Liga specjalistów - konkurs

Jesteś profesjonalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Jesteś uczniem lub studentem kierunku technicznego?
czytam dalej »

 


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 »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać szafy sterownicze
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

dr inż Grzegorz Hołdyński
dr inż Grzegorz Hołdyński
Absolwent Wydziału Elektrycznego Politechniki Białostockiej. Od 1997 roku pracuje w Zakładzie Elektroenergetyki na Wydziale Elektrycznym Politechniki Białostockiej, gdzie w 2006 roku uzyskał stopień d... więcej »
dr inż. Zbigniew Skibko
dr inż. Zbigniew Skibko
Absolwent Wydziału Elektrycznego Politechniki Białostockiej. Od 2001 roku pracuje w Zakładzie Elektroenergetyki na Wydziale Elektrycznym Politechniki Białostockiej, gdzie w 2008 roku uzyskał stopień d... więcej »
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

Aktywny Filtr Harmonicznych firmy Rabbit

Aktywny Filtr Harmonicznych Małej Mocy – zapewnia dynamiczną kompensację mocy biernej oraz redukcję harmonicznych prądu w celu poprawienia efektywności energetycznej odbiorców energii,...

Aktywny Filtr Harmonicznych firmy Rabbit

Aktywny Filtr Harmonicznych Małej Mocy – zapewnia dynamiczną kompensację mocy biernej oraz redukcję harmonicznych prądu w celu poprawienia efektywności energetycznej odbiorców energii,...
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