KOMPENZACIJA JALOVE ENERGIJE U NISKONAPONSKOJ MREŽI Pripremio: Antun Mihanović 2013 KOMPENZACIJA PERO MARKO IVAN MATE TKO KORISTI JALOVU ENERGIJU ASINKRONI ELEKTROMOTORI Rashladni uređaji, dizalice, ventilatori, kompresori, ručni strojevi TRANSFORMATORI LUČNE PEĆI i UREĐAJI ZA ZAVARIVANJE ZASTARJELA RASVJETA KORISTI JALOVU ENERGIJU! Uz primjenu LED rasvjete nestaje potreba za jalovom energijom ij ŠTO JE OVDJE JALOVO? Quality Primjer kompenzacije kod mehaničkih sila Sila kojom konj vuče brod dijeli se u dvije komponente Kormilom se kompenzira sila da brod ne udari u nasip OSNOVNA TEORIJA Prividna snaga S ( jedinice VA, kVA, MVA) Prividnu snagu je potrebno poznavati za određivanje komponenata električne mreže. Generatori, transformatori, osigurači, prekidači snage, kabeli; sve se to dimenzionira prema prividnoj snazi. Prividna snaga je umnožak napona i struje računajući bez faznog pomaka. T k t snage: Trokut S=U·I [VA] [V] [A] S Q P Prividna snaga prikazuje se zbrojem vektora radne i jalove snage. I cos φ - faktor snage S= [VA] P² + Q² [W] [VAr] ZAŠTO ŽELIMO KORIGIRARTI FAKTOR SNAGE? cos φ = 0,7 Proizvodnja energije "P" "Q" Slučaj bez kompenzacije Izvor mora pokrivati: - Radnu snaga „P” - jalovu snagu „Q” "P" "Q" M ~ ZAŠTO ŽELIMO KORIGIRARTI FAKTOR SNAGE? cos φ = 0,95 0,95-1 1 Proizvodnja energije "P" Ušteda "Q" M ~ "P" "Q" Slučaj s kompenzacijom Ušteda Q u proizvodnji i di t ib iji distribuciji Kompenzacija VEKTORSKI DIJAGRAM SNAGA Snaga uređaja S đ j za kompenzaciju k ij je: j Qc = Q1 - Q2 Qc = P * ( tgφ1tgφ1 tg φ2) Q1 = jalova snaga bez kompenzacije P = radna instalirana snaga φ1 -> kut bez kompenzacije φ2 -> željeni kut uz kompenzaciju I č iiz računa Izračun č za struju t j OD 01.01.2011. NAPLAČUJE SE I PREKOMPENZIRANI POGON VRSTE KOMPENZACIJE CENTRALNA POJEDINAČNA GRUPNA HARMONICI Generatori u mreži su izvori napona sinusnog oblika. Trošila su nelinearna i troše nesinusnu struju. struju Nesinusna struja po impedancijama mreže izobličava sinusni valni oblik napona. napona Na mjestu priključenja kondenzatora: napon bogat višim harmonicima. Struja Napon PRIMJERI NELINEARNIH TROŠILA I TIPIČNIH VALNIH OBLIKA STRUJE NORMA HRN EN 50160:2012 Dozvoljene vrijednosti harmonika napona na predajnom mjestu do 25-og harmonika, izražene u postocima nazivnog napona bi trebale biti kao u tablici, no ... Neparni viši harmonici Parni viši harmonici K ji nisu Koji i višekratnici iš k t i i b broja j 3 Viš k t i i b Višekratnici broja j 3 Red harmonika Granica [%] Red harmonika Granica [%] Red harmonika Granica [%] 5 6,0 , 3 5,0 , 2 2,0 , 7 5,0 9 1,5 4 1,0 11 3.5 15 0,5 6 … 24 0,5 13 3,0 21 0,5 17 2,0 19 1,5 23 1,5 25 1,5 HARMONICI I REZONANCIJA Kondenzatorska baterija formira serijski titrajni krug s ekvivalentnim k i l t i mrežnim ž i induktivitetom! i d kti it t ! Za proračun rezonantne frekvencije fr koristi se formula: Sk fr 50 50Hz Hz Qc Sk = Snaga kratkog spoja na mjestu priključenja Qc = Snaga sustava za kompenzaciju STRUJNO NAPREZANJE KONDENZATORA PRI REZONANCIJI Rezonantna frekvencije kondenzatora i mreže Razina harmonika (%) fr Niski napon: 400 V Qc: Frekv. u odnosu na Frekvencija: 50 Hz kvar Hz Snaga g transformatora: 1000 kVA nazivni napon Uk: 6% v3: v5: v7: v11: 150Hz 250Hz 350HZ 550Hz Rezultat: Rezonancija povećava razinu harmonika napona Povećana razina harmonika ekstremno povećava struju u kondenzatoru Povećana razina harmonika neznatno povećava efektivnu vrijednost j mrežnog g napona. p Struja kond. I/INom Napon mreže V v13: 0 ----- 2.00 5.50 2.70 2.00 1.40 ----- 401.0 5 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 2513 1124 795 649 562 503 459 425 397 375 355 339 324 2.00 2.04 2 08 2.08 2.10 2.14 2.20 2.24 2.28 2.32 2.38 2.42 2.48 2.52 5.56 5.78 6 05 6.05 6.44 6.82 7.26 7.76 8.31 8.91 9.68 10.56 11.61 12.82 2.73 2.97 3 32 3.32 3.75 4.29 5.05 6.08 7.53 9.67 12.56 14.80 13.61 10.64 2.06 2.56 3 60 3.60 5.72 9.02 6.62 4.02 2.78 2.10 2.00 2.00 2.00 2.00 1.47 2.00 3 47 3.47 5.73 3.29 1.93 1.40 1.40 1.40 1.40 1.40 1.40 1.40 1.10 1.13 1 23 1.23 1.46 1.54 1.36 1.25 1.26 1.32 1.45 1.56 1.53 1.43 401.0 401.0 401 5 401.5 402.5 403.2 402.5 402.4 402.8 403.7 405.3 406.8 406.6 405.7 PODNOŠENJE STRUJNOG NAPREZANJA PRI REZONANCIJI Podnosivo strujno opterećenje kondenzatorskih baterija 1.3 1.5 1.8 Standardni kond kond. IEC 831 Schrack-DB Schrack-DP Schrack DL Schrack-DL x IN pri VN 50 Hz trajno 2.2 MJERE PROTIV REZONANCIJE NA MJESTU PRIKLJUČENJA Ugradnja prigušnice sprječava opasnu serijsku rezonanciju kondenzatora i induktiviteta mreže u blizini dominantnih frekvencija viših harmonika napona mreže! Rezonantna frekvencija pomiče se ispod frekvencije dominantnog iš harmonika h ik napona višeg mreže. Mreža na frekvencijama viših harmonika ne vidi kondenzator! INSTALACIJA FILTERSKIH PRIGUŠNICA Prigušnicu karakterizira parametar p - pad napona na prigušnici. Veza između rezonantne frekvencije prigušnice i parametra p je: j 1 fr 50Hz p Na primjer: p = 0,07 (7%) fr = 189 Hz INSTALACIJA FILTERSKIH PRIGUŠNICA Ne koristiti kompenzacije sa prigušnicima i bez prigušnica na istom energetskom transformatoru. transformatoru U slučaju galvanski odovojenih mreža na NN dijelu mogu se koristiti u jednoj mreži kompenzacije sa, a u drugoj mreži bez prigušnica. INSTALACIJA PRIGUŠNICA Osnovna veličina koja određuje potrebu prigušnice je razina viših harmonika u naponu mreže mreže. Prigušnice se moraju koristiti ako: 7. i viši harmonici su pojedinačno veći od 1,5% 3. ili 5. harmonik veći od 2% rezonantna frekvencija sustava bliska frekvenciji istaknutih harmonika. Izbor parametra p prigišnice: 3. harmonik dominantan: prigušnice s p=14% (fr=134Hz) 5 harmonik dominantan: prigušnica s p=7% (fr=189Hz) 5. SITUACIJA S UGRAĐENOM PRIGUŠNICOM VL Vmreže VC VC (429V) VL (28V) Vmreže Prigušnica sprječava rezonanciju kondenzatora s mrežom P i š i tako t k ograničava ič t j Prigušnica struju kondenzatora Napon k kondenzatora raste. N d t t Zbog serijske veze kondenzatora i prigušnice njihovi naponi su suprotni prigušnice, pa mrežni napon praktički ostaje nepromijenjen. Prigušnica podiže temperaturu u ormaru zbog vlastitih gubitaka! KOMPENZACIJA JALOVE ENERGIJE U MREŽAMA SA MTU Na mreži su prisutni „tonfrekvencijski” i impulsi l i za upravljanje lj j rasklopnim kl i uređajima u mreži. Zaporni krugovi za MTU frekvenciju se izvode kao paralelni titrajni krugovi prigušnice i kondenzatora Rezonantna frekvencija zapornog kruga j , tako da mora biti jjednaka MTU frekvenciji, uređaji za kompenzaciju ne utječu i ne slabe MTU signal! MTU I NEPRIGUŠENA KOPMPENZACIJA U RH su 208 i 283 Hz najčešće MTU frekvencije U mrežama bez prisustva viših harmonika (što je danas vrlo rijetko), rijetko) s frekvencijom MTU signala manjom od 250 Hz, uređaji za kompenzaciju snage do 35% nazivne snage g p pripadajućeg p j g energetskog g g transformatora, mogu se koristiti bez prigušnica i bez tonfrekvencijskih zapora. Za frekvencije MTU signala veće od 250 Hz, kompenzacijski uređaji bez prigušnica š trebaju biti opremljeni tonfrekvencijskim zaporima, ako im je snaga veća od 10 kVAr MTU I PRIGUŠENA KOMPENZACIJA U RH su 208 i 283 Hz najčešće MTU frekvencije U mrežama gdje se zbog naponskih harmonika mora koristiti prigušnice nije potrebno koristiti tonfrekventne zapore, ali veličinu prigušenja je potrebno odrediti prema MTU frekvenciji: za MTU >= 166Hz p p=14% ((fr=134Hz)) za MTU >= 216Hz p=7% (fr=189Hz) za 208 Hz MTU se koristi prigušnica s p =14% za a 283 83 Hz MTU U se koristi o st p prigušnica guš ca s p = 7% % Za obe frekvencije nije potrebno koristiti tonfrekventni zapor p REGULACIJA FAKTORA SNAGE Zadani cos fi je donja granica Nema prekompenzacije pri malim opterećenjima Ispravan rad u sva 4 kvadranta Proizvodnja P i d j induktivne energije cos phi 0,95 ind 5 4 3 Proizvodnja radne energije -1 -2 2 -3 -4 -5 Potrošnja radne energije Potrošnja induktivne energije ij PREGLED KOMPONENTI PREDNOSTI OS SC SCHRACK C KONDENZATORA O O Najveće trajno strujno opterećenje i do 2.2 x In. Temperature okoline do 65°C neprekidno. T t k li i d kid Životni vijejk i do 170,000 h. Integrirani otpornici za pražnjenje Spoj na oprugu, nema otpuštanja vijaka, brza montaža Visoka pouzdanost: - efekt samozacjeljivanja, ti i fil - segmentirani film, - rastavljači pritiska, REDOVNA TESTIRANJA U PROIZVODNJI Po proizvodnji svi kondenzatori prolaze testiranje Testiraju se s 2.15 x Un kroz 2 sekunde prema IEC 831 standardu i p potom dodatni test s1.85 x Un kroz 18 sekundi prema Schrack standardu. Slijedi provjera: Kapaciteta Faktora gubitaka u dielektriku Otpornika za pražnjenje Curenja poklopca i kućišta Naši da će dokazane kvalitete. N ši kkupcii mogu biti sigurni i id ć dobiti d biti kkondenzatore d t d k k lit t MODULI i SUSTAVI KOMPENZACIJE Do 500 kVAr snage PREDNOSTI MODULA Konstrukcijske prednosti Kompakatn dizajn (velika snaga u malom prostoru)) Kompaktna konstrukcija (sve u jednom komadu) Univerzalan i prilagodljiv (za sve vrste ormara) Velika primjenjivost (potrebno je samo nekoliko modula) Jednostavno rukovanje (brza montaža) KONSTRUKCIJA ORMARA AUTOMATSKE KOMPENZACIJE Montaža C-modula C modula brza j jednostavna jeftina KONSTRUKCIJA ORMARA AUTOMATSKE KOMPENZACIJE Maksimalno 5 modula po 100kVAr s odgovarajućom ventilacijom Na slici: 300kVAr (2x 25kVAr i 5x 50kVAr) KONSTRUKCIJA ORMARA AUTOMATSKE KOMPENZACIJE Priključak j jje standardno osiguran gore ili dolje ODRŽAVANJE Provjeriti j ventilator Provjeriti namještenost termostata (30°C) Mjerenje: Mj j Mjerena struja je (1,44A/kvar kod 400V/50Hz) Provjeriti vizualno sve komponente, postavke PFC releja (broj koraka za uključenje ) itd. itd Očistiti / promjeniti j filter ventilacije 34 Antun Mihanović 03/08 – Pregled uređaja za kompenzaciju jalove energije PREGLED KOMPONENATA IQ Inteligentan relej za kontrolu kompenzacije = idealna karakteristika upravljanja + jednostavno sučelje + poruke za alarm Ormar standardnih dimenzija i RAL boje Ormar lako se uklapa u polja GRO-a, izrezani potrebni otvori prije nanošenja boje Moduli Prihvatljiva cijena = ušteda na materijalima za montažu t ž pribor, vrijeme, različitost, jednostavnost Kondenzatori Osnova = kvaliteta O k lit t + sigurnost i t (struja, temperatura), izdržljivost UMJESTO ZAKLJUČKA Our Strengths... ...u vašem interesu Hvala za Vašu pažnju
© Copyright 2024 Paperzz
