KOMPENZACIJA JALOVE ENERGIJE U NISKONAPONSKOJ MREŽI

KOMPENZACIJA

MARKOPERO

IVAN MATE

TROŠILA JALOVE ENERGIJE

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

Prividna snaga S ( jedinice VA, kVA, MVA)- za određivanje komponenata električne mreže generatori, transformatori, osigurači, prekidači snage, kabeli.

I

QS

P

Trokut snage:

Prividna snaga je umnožak napona i struje računajući bez faznog pomaka.

S = U · I [VA] [V] [A]

S = P² + Q² [VA] [W] [VAr]

Prividna snaga prikazuje se zbrojem vektora radne i jalove snage.

OSNOVNO

cos φ - faktor snage

Proizvodnja energije

M~

"P""Q"

cos φ = 0,7

ZAŠTO ŽELIMO KORIGIRARTI FAKTOR SNAGE?

"P""Q"

Slučaj bez kompenzacijeIzvor mora pokrivati:

- Radnu snaga „P” - jalovu snagu „Q”

"P"Ušteda "Q"

M~

"P"

"Q"

Kompenzacija

Proizvodnjaenergije

ZAŠTO ŽELIMO KORIGIRARTI FAKTOR SNAGE?

cos φ = 0,95-1

Slučaj s kompenzacijomUšteda Q u proizvodnji i distribuciji

VEKTORSKI DIJAGRAM SNAGA

Snaga uređaja za kompenzaciju je:Qc = Q1 - Q2 Qc = P * ( tgφ1- tg φ2) Q1 = jalova snaga bez kompenzacijeP = radna instalirana snagaφ1 -> kut bez kompenzacijeφ2 -> željeni kut uz kompenzacijuIzračun iz računa za struju

U HR SE NAPLAČUJE I PREKOMPENZIRANI POGON

VRSTE KOMPENZACIJE

POJEDINAČNA

GRUPNA

CENTRALNA

HARMONICIGeneratori u mreži su izvori napona sinusnog oblika.Trošila su nelinearna i troše nesinusnu struju.Nesinusna struja po impedancijama mreže izobličava sinusni valni oblik napona.Na mjestu priključenja kondenzatora: napon bogat višim harmonicima.

StrujaNapon

PRIMJERI NELINEARNIH TROŠILA I TIPIČNIH VALNIH OBLIKA STRUJE

NORMA EN 50160:2012

Neparni viši harmoniciParni viši harmonici

Koji nisu višekratnici broja 3 Višekratnici broja 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

Dozvoljene vrijednosti harmonika napona na predajnom mjestu do 25-og harmonika, izražene u postocima nazivnog napona bi trebale biti kao u tablici, no ...

Kondenzatorska baterija formira serijski titrajni krug s ekvivalentnim mrežnim induktivitetom!Za proračun rezonantne frekvencije

koristi se formula:

Hz SQ

frk

c 50

Sk = Snaga kratkog spoja na mjestu priključenjaQc = Snaga sustava za kompenzaciju

HARMONICI I REZONANCIJA

fr

STRUJNO NAPREZANJE KONDENZATORA PRI REZONANCIJI

Niski napon:Frekvencija:

Snaga transformatora:Uk:

400 V50 Hz1000 kVA6 %

Rezultat:

Rezonancija povećava razinu harmonika napona Povećana razina harmonika

ekstremno povećava struju u kondenzatoru

Povećana razina harmonika

neznatno povećava efektivnu vrijednost mrežnog napona.

v3:150Hz

v5:250Hz

v7:350HZ

v11:550Hz v13:

0 ----- 2.00 5.50 2.70 2.00 1.40 ----- 401.0

5 2513 2.00 5.56 2.73 2.06 1.47 1.10 401.025 1124 2.04 5.78 2.97 2.56 2.00 1.13 401.050 795 2.08 6.05 3.32 3.60 3.47 1.23 401.575 649 2.10 6.44 3.75 5.72 5.73 1.46 402.5

100 562 2.14 6.82 4.29 9.02 3.29 1.54 403.2125 503 2.20 7.26 5.05 6.62 1.93 1.36 402.5150 459 2.24 7.76 6.08 4.02 1.40 1.25 402.4175 425 2.28 8.31 7.53 2.78 1.40 1.26 402.8200 397 2.32 8.91 9.67 2.10 1.40 1.32 403.7225 375 2.38 9.68 12.56 2.00 1.40 1.45 405.3250 355 2.42 10.56 14.80 2.00 1.40 1.56 406.8275 339 2.48 11.61 13.61 2.00 1.40 1.53 406.6300 324 2.52 12.82 10.64 2.00 1.40 1.43 405.7

Napon mreže

V

Qc: kVAr

Frekv. Hz

Razina harmonika (%)

u odnosu na nazivni napon

Struja kond. I/INom

Rezonantna frekvencije kondenzatora i mreže

fr

PODNOŠENJE STRUJNOG NAPREZANJA PRI REZONANCIJI

x IN pri VN 50 Hz trajno

Standardni kond. IEC 831Schrack-DBSchrack-DPSchrack-DL

1.3 1.5 1.8 2.2

Podnosivo strujno opterećenje kondenzatorskih baterija pri nesinusnom naponu

MJERE PROTIV REZONANCIJENA MJESTU PRIKLJUČENJA

Ugradnja prigušnice sprječava opasnu serijsku rezonanciju kondenzatora i induktiviteta mreže u blizini dominantnih frekvencija viših harmonika napona mreže!

Mreža na frekvencijama viših harmonika više ne vidi kondenzator! Rezonantna frekvencija se pomiče ispod frekvencije dominantnog višeg harmonika napona mreže

f Hzp

r 50 1

Na primjer: p = 0,07 (7%)fr = 189 Hz

INSTALACIJA FILTERSKIH PRIGUŠNICA

Prigušnicu karakterizira parametar p - pad napona na prigušnici. Veza između rezonantne frekvencije prigušnice i parametra p je:

Prigušnica podiže temperaturu!

INSTALACIJA PRIGUŠNICA

Osnovna veličina koja određuje potrebu prigušnice je razina viših harmonika u naponu 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)

KOMPENZACIJA JALOVE ENERGIJE U MREŽAMA SA MTU

Na mreži su prisutni „tonfrekvencijski” impulsi za upravljanje rasklopnim uređajima u mreži.

Zaporni krugovi za MTU frekvenciju se izvode kao paralelni titrajni krugovi prigušnice i kondenzatora

Rezonantna frekvencija zapornog kruga mora biti jednaka MTU frekvenciji, tako da uređaji za kompenzaciju ne utječu i ne slabe MTU signal!

MTU I PRIGUŠENA KOMPENZACIJA

U RH su 208 i 283 Hz najčešće MTU frekvencijeU 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=14% (fr=134Hz)za MTU >= 216Hz p=7% (fr=189Hz)

za 208 Hz MTU se koristi prigušnica s p =14% za 283 Hz MTU se koristi prigušnica s p = 7%

-1-2-3-4-5

cos phi 0,95 ind

543

Potrošnja jalove energije

Potrošnja radne energije

Uključenje

Isključenje

Proizvodnja radne energijeProizvodnja jalove energije

Zadani cos fi je donja granicaNema prekompenzacije pri malim opterećenjimaIspravan rad u sva 4 kvadranta

REGULACIJA FAKTORA SNAGE

PREGLED KOMPONENTI

PREDNOSTI SCHRACK KONDENZATORA Najveće trajno strujno opterećenje i do 2.2 x In.

Temperature okoline i do 65°C neprekidno.

Životni vijejk i do 170,000 h.

Integrirani otpornici za pražnjenje

Spoj na oprugu, nema otpuštanja vijaka, brza montaža

Visoka pouzdanost: - efekt samozacjeljivanja, - 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 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 kupci mogu biti sigurni da će dobiti kondenzatore provjerene kvalitete.

MODULI i SUSTAVI KOMPENZACIJE

Do 500 kVAr snage

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)

350

700

300

2 x 50 kvar sa

filterim

a (p=7%)

PREDNOSTI MODULA

Konstrukcijske prednosti

KONSTRUKCIJA ORMARAAUTOMATSKE KOMPENZACIJE

Montaža C-modula brza jednostavna jeftina

KONSTRUKCIJA ORMARAAUTOMATSKE KOMPENZACIJE

Maksimalno 5 modula po 100kVAr s odgovarajućom ventilacijom

Na slici: 300kVAr (2x 25kVAr i 5x 50kVAr)

KONSTRUKCIJA ORMARAAUTOMATSKE KOMPENZACIJE

Priključak je standardno osiguran gore ili dolje

31 Antun Mihanović 03/08 – Pregled uređaja za kompenzaciju jalove energije

Očistiti / promjenitifilter ventilacije

Provjeritiventilator

Provjeriti vizualno sve komponente, postavke PFC releja (broj koraka za uključenje ) itd.

Provjeriti namještenosttermostata (30°C)

Mjerenje:Mjerena struja je(1,44A/kvar kod 400V/50Hz)

ODRŽAVANJE

Kondenzatori

Moduli

Ormar

IQ

Osnova = kvaliteta + sigurnost (struja, temperatura), izdržljivost

Prihvatljiva cijena = ušteda na materijalima za montažu pribor, vrijeme, različitost, jednostavnost

Ormar standardnih dimenzija i RAL boje lako se uklapa u polja GRO-a, izrezani potrebni otvori prije nanošenja boje

Inteligentan relej za kontrolu kompenzacije = idealna karakteristika upravljanja + jednostavno sučelje + poruke za alarm

PREGLED KOMPONENATA

Our Strengths...Vrhunska kvaliteta

Prih

vatlj

iva

cije

na

Jednostavno

rukovanje

UMJESTO ZAKLJUČKA

Hvala za Vašu pažnju