Вплив ПКРП без реакторів на рівень гармонічних спотворень
Пропонуємо ознайомитись з результатами звіту на основі реальних вимірювань, які проводив відділ Power Quality, компанії Вектор ВС за допомогою аналізатора якості класу А Pure BB, компанії Elspec. Цей пристрій має унікальну функцію постійного запису форми хвилі напруги та струму, що дозволяє отримати будь-який електричний параметр в необхідний проміжок часу.
У Замовника є наявні проблеми з періодичними збоями в роботі чутливого обладнання, яке призводить до зупинки виробничих ліній. Це відповідно зменшує обсяги виробництва, та викликає великі фінансові втрати.
Дуже важливо, що значна частина навантаження є нелінійним(ПЧ, приводи постійного струму…).Крім того для компенсації реактивної потужності використовується ПКРП зі звичайними конденсаторами без захисних реакторів
Графік за весь період вимірювань
На графіках за весь період вимірювань ми можемо спостерігати значну кількість викидів значення THDU, які відповідають моментам ввімкнення конденсаторів приблизною ємністю 100-120 кВАр.
Також можна відмітити, що рівень спотворень напруги(THDU) в період малих навантажень досить низький(1%).Це говорить про те, що спотворення викликані підключенням нелінійного навантаження
Графік в період ввімкнення потужності 120 кВАр ПКРП без реакторів
В період ввімкнення ступенів ПКРП приблизною потужністю 120 кВАр ми можемо спостерігати значне підвищення рівня гармонічних спотворень напруги THDU, з 6 до 9,5 %.
Також можна відмітити, що рівень напруги теж суттєво зріс з 231 В до 235 В.
Початок процесу ввімкнення потужності 120 кВАр ПКРП без реакторів
Зробимо оцінку впливу ввімкнення ступенів ПКРП приблизною потужністю 120 кВАр на споживання активної потужності. Споживання активної потужності після моменту включення зросло з 280 кВт до 287 кВт.
Це зростання споживання викликано підвищенням напруги, та збільшенням рівня гармонічних спотворень напруги.
Початок процесу вимкнення потужності 120 кВАр ПКРП без реакторів
Зробимо оцінку впливу вимкнення ступенів ПКРП приблизною потужністю 120 кВАр на споживання активної потужності. Споживання активної потужності після моменту відключення зменшилось з 274 кВт до 271,6 кВт
Це зменшення споживання викликано зниженням напруги, та зменшенням рівня гармонічних спотворень напруги.
Початок іншого процесу ввімкнення потужності 120 кВАр ПКРП без реакторів
Для підвищення достовірності результатів, зробимо оцінку впливу іншого процесу ввімкнення ступенів ПКРП приблизною потужністю 120 кВАр на споживання активної потужності. Споживання активної потужності після моменту включення зросло з 274 кВт до 280 кВт.
Це зростання споживання викликано підвищенням напруги, та збільшенням рівня гармонічних спотворень напруги.
Початок іншого процесу вимкнення потужності 120 кВАр ПКРП без реакторів
Для підвищення достовірності результатів, зробимо оцінку впливу вимкнення ступенів ПКРП приблизною потужністю 120 кВАр на споживання активної потужності. Споживання активної потужності після моменту відключення зменшилось з 287 кВт до 275 Вт.
Це зменшення споживання викликано зниженням напруги, та зменшенням рівня гармонічних спотворень напруги.
Вплив вмикання ПКРП без реакторів на споживання активної потужності
Таким чином при ввімкнені ПКРП без дроселів спостерігається чітка закономірність крім збільшення гармонічних спотворень, збільшення споживання активної потужності.
Наприклад під час цього процесу споживання активної потужності збільшилось з 283 до 290 кВт при підключенні 100 кВАр реактивної потужності. Якщо перевести це в фінансові показники 7 кВт*5 грн= 35 грн за годину збільшення споживання активної потужності 0,11 грн*100 кВАр= 11 грн- компенсація реактивної потужності.
Таким чином економічний ефект від збільшення споживання активної енергії у 3 рази більше, ніж компенсація реактивної. Замість економії ми отримуємо 24 грн. на годину збільшення витрат!
Процес ввімкнення 100 кВАр ПКРП без реакторів, та вплив на рівень гармонік
Зробимо оцінку впливу ввімкнення ступенів ПКРП приблизною потужністю 120 кВАр на рівень гармонічних спотворювань в системі.
Як ми можемо побачити, рівень спотворень напруги THDU зріс з 6% до 10%.Також за рахунок гармонічних спотворень суттєво зріс рівень струму з 400 до 450 А.
На графіку реактивної потужності ми можемо помітити причину, по який контролер періодично вмикає завелике значення ступені.
Причина підключення ступені ПКРП. Декілька пусків, які значно збільшили середнє значення реактивної потужності
Порівняння рівня гармонічних спотворень перед ввімкненням 120 кВАр ПКРП та після
Перед ввімкненням:
|
Після ввімкнення:
|
Найбільш наочно можна спостерігати зміни форми хвилі напруги та струму
На графіках хвиль напруги та струму можна наочно переконатись, як суттєво спотворилась синусоїда після підключення 100 кВАр ПКРП. На графіку струму ця різниця є більш суттєвою.
Миттєве значення струму зросло з 600 до 800А!
Ці спотворення викликають додаткове теплове навантаження всіх елементів мережі, а також спричиняють збої в роботі чутливого обладнання
Висновки
1.На основі проведеного аналізу можна надати рекомендації, що при живленні нелінійних споживачів необхідно використовувати тільки ПКРП з реакторами, для забезпечення захисту конденсаторів, та зменшення рівня гармонічних спотворень в мережі.
2.При використанні звичайної ПКРП без реакторів втрати від збільшення споживання активної потужності можуть бути в декілька разів більше, ніж економія реактивної.
3.При взаємодії ПКРП без реакторів з нелінійними споживачами відбувається досить суттєве збільшення рівня гармонічних струмів та напруги. Це може призвести до непередбачених спрацювань автоматичних вимикачів та запобіжників, збоїв в роботі чутливого обладнання.
4.Під час проведення вимірювань була знайдена причина помилкового спрацювання контролеру ПКРП, яке призводила до короткочасних підключень завеликої ступені. Це ще раз підтверджує необхідність проведення вимірювань після налаштування пристрою ПКРП, для забезпечення коректної роботи обладнання, особливо в мережах з динамічним навантаженням.
5. Враховуючи негативний вплив існуючої ПКРП на мережу та обладнання , рекомендується замінити її на оснащену реакторами, швидкодіючу ПКРП. Попередній економічних ефект можна розрахувати за допомогою сервісу: Калькулятор терміну окупності пристрою КРП з CVR