Technologie pro elektrárny a teplárny na tuhá paliva MEDLOV TESPO engineering s.r.o.

Podobné dokumenty
8. MOŽNOSTI PRO OMEZOVÁNÍ HARMONICKÝCH Úvod. Míra vlivu zařízení na napájecí síť Je dána zkratovým poměrem (zkratovým číslem)

6. ÚČINKY A MEZE HARMONICKÝCH

5. POLOVODIČOVÉ MĚNIČE

Hrozba nebezpečných rezonancí v elektrických sítích. Ing. Jaroslav Pawlas ELCOM, a.s. Divize Realizace a inženýrink

Rozvod elektrické energie v průmyslových a administrativních budovách. Sítě se zálohovaným a nepřetržitým napájením. A 5 M 14 RPI Min.

CTU02, CTU03, CTU33. CTU řada rychlých tyristorových modulů

1. Obecná struktura pohonu s napěťovým střídačem

Nové pohledy na kompenzaci účiníku a eliminaci energetického rušení

Zdroje napětí - usměrňovače

Účinky měničů na elektrickou síť

Řešení redukce vyšších harmonických kmitočtů

9. Harmonické proudy pulzních usměrňovačů

MS - polovodičové měniče POLOVODIČOVÉ MĚNIČE

Střídavé měniče. Přednášky výkonová elektronika

C L ~ 5. ZDROJE A ŠÍŘENÍ HARMONICKÝCH. 5.1 Vznik neharmonického napětí. Vznik harmonického signálu Oscilátor příklad jednoduchého LC obvodu:

9/10/2012. Výkonový polovodičový měnič. Výkonový polovodičový měnič obsah prezentace. Výkonový polovodičový měnič. Konstrukce polovodičových měničů

Vliv polovodičových měničů na napájecí síť (EMC)

Neřízené diodové usměrňovače

Kompaktní verze měniče Sinamics G120 s označením Sinamics G120C

Bezkontaktní spínací moduly typu CTU Úvod: spínací rychlost až 50x za sekundu nedochází k rušení ostatních elektronických zařízení

Digitální panelové měřící přístroje

RYCHLÉ PŘESNÉ REGULÁTORY PLUS!

UPS (Uninterruptible Power Supply)

Statické měniče v elektrických pohonech Pulsní měniče Jsou to stejnosměrné měniče, mění stejnosměrné napětí. Účel: změna velikosti střední hodnoty

Napájení elektrických drah

Snižování harmonického zkreslení pomocí Aktivních filtrů Danfoss AAF

Profilová část maturitní zkoušky 2016/2017

LC oscilátory s nesymetrickým můstkem II

Měniče a jejich vliv na vyšší harmonické v síti

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, Pardubice. ČÁST I: JIŠTĚNÍ ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ 15 Úvod 15

Harmonické střídavých regulovaných pohonů

Analýza z měření elektrických veličin sportovní haly.

Otázky EMC při napájení zabezpečovacích zařízení a rozvodů železničních stanic ČD

Schémata doporučených zapojení 1.0 Vydání 2/2010

Pavel Kraják

Měření a automatizace

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Význam kvality elektřiny pro její efektivní využití - zázraky se (zatím) nedějí

AD1M14VE2. Přednášející: Ing. Jan Bauer Ph.D. bauerja2(at)fel.cvut.cz. Speciální aplikace výkonové elektroniky + řízení pohonů

Metody řízení moderních soustav s

Aplikace měničů frekvence u malých větrných elektráren

Novar 206/214. Regulátor jalového výkonu. Vlastnosti. pro náročné a středně náročné aplikace s nestandardním měřicím napětím

AŽD Praha s.r.o. K aktuálním problémům zabezpečovací techniky v dopravě IX ZČU Plzeň. LED svítilna LLA-2

Zkušenosti z návrhu víceúčelového frekvenčního měniče

vibrodiagnostika: v kritických bodech se měří a vyhodnocuje mechanické kmitání,

EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 15. Měření elektrických veličin

Rozváděče nízkého napětí

PRAKTICKÉ ZKUŠENOSTI S NÁVRHEM A PROVOZEM KOMPENZAČNÍCH ZAŘÍZENÍ

Počítačový napájecí zdroj

popsat princip činnosti základních zapojení čidel napětí a proudu samostatně změřit zadanou úlohu

Rezonanční řízení s regulací proudu

Usměrňovač. Milan Horkel

VOLITELNÝ ZDROJ Václav Piskač, Brno 2015

Kvalita elektřiny po změnách technologie teplárenských provozů. Jaroslav Pawlas ELCOM, a.s. Divize Realizace a inženýrink

Zlepšení vlastností usměrňovače s kapacitní zátěží z hlediska EMC

Síťový stabilizátor 230V ± 1,7 % Návod k obsluze a použití

Měřicí přístroje a měřicí metody

Určeno pro posluchače bakalářských studijních programů FS

Spínací technika a speciální aplikace UFES, DS1

Základní pojmy z oboru výkonová elektronika

Zadané hodnoty: R L L = 0,1 H. U = 24 V f = 50 Hz

RYCHLÉ PŘESNÉ REGULÁTORY PLUS!

Hlídače HJ103RX, HJ306RX proudového maxima, hlavního jističe. Uživatelský návod

ZDROJ 230V AC/DC DVPWR1

BCPM: Systém pro měření a monitorování napájení datových technologií (PDU) Katalogové listy

Část pohony a výkonová elektronika 1.Regulace otáček asynchronních motorů

NABÍDKA NA SOLÁRNÍ OHŘEV VODY. sestavy SW: 1,5/100, 2/125 a 2/160

Hlídače SCHRACK HJ103RX, HJ306RX proudového maxima, hlavního jističe. Uživatelský návod

A0B14 AEE Automobilová elektrotechnika a elektronika

Brzdná jednotka BRD 01 NÁVOD K OBSLUZE

Czech Audio společnost pro rozvoj technických znalostí v oblasti audiotechniky IČ :

Elektronický halogenový transformátor

VDV Vysoké Chvojno, ÚV rekonstrukce, PS 01.2 elektrotechnologická část Technická zpráva 1. ČLENĚNÍ PŘÍLOH PŘEDMĚT PROJEKTOVÉ DOKUMENTACE...

5. Diodové usměrňovače

LC oscilátory s transformátorovou vazbou II

FEROREZONANCE. Jev, který vzniká při přesycení jádra induktoru v RLC obvodu s nelineární indukčností (induktor s feromagnetickým jádrem).

Základní ceník. pro koncové zákazníky. od

VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky

A45. Příloha A: Simulace. Příloha A: Simulace

A0B14 AEE Automobilová elektrotechnika a elektronika

Laboratorní úloha. MĚŘENÍ NA MECHATRONICKÉM SYSTÉMU S ASYNCHRONNÍM MOTOREM NAPÁJENÝM Z MĚNIČE KMITOČTU Zadání:

2. STŘÍDAVÉ JEDNOFÁZOVÉ OBVODY

SIMULACE JEDNOFÁZOVÉHO MATICOVÉHO MĚNIČE

AKTIVNÍ HARMONICKÉ FILTRY

Novar 314RS. Regulátor jalového výkonu. Vlastnosti. pro kompenzaci rychlých změn účiníku (rozběh motorů atd.)

Témata profilové maturitní zkoušky

Polovodičové usměrňovače a zdroje

NÁHRADNÍ ZDROJE ELEKTRICKÉ ENERGIE

LC oscilátory s transformátorovou vazbou

POTENCIÁL ÚSPOR KONEČNÉ SPOTŘEBY ENERGIE V OBDOBÍ DLE CÍLŮ EU

VÝHODY TECHNICKY SPRÁVNĚ ŘEŠENÉ KOMPENZACE

Rotační šroubové kompresory RMD kw

Přechodné děje v síti NN vyvolané perspektivními světelnými zdroji

Návod k regulátoru ZMC Regulátor odběru z solární elektrárny SUN3 v1.00

Stejnosměrné odrušovací filtry řada B

Dioda jako usměrňovač

přenosu Měření dat s možností MĚŘENÍ ELEKTRICKÉ ENERGIE EMDX3: multifunkční měřicí centrála

Studijní opory předmětu Elektrotechnika

ČÁST I: JIŠTĚNÍ ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ 15

8. Rušivé jevy v průmyslových sítích (energetické rušení)

Transkript:

21. Ročník konference: Technologie pro elektrárny a teplárny na tuhá paliva MEDLOV 2018 TESPO engineering s.r.o. Mgr. Petr Nováček Vliv frekvenčních měničů na napájecí síť Přerovská společnost vyrábějící optické produkty se v jedné ze svých výrobních hal začala potýkat s problémy s osvětlením. U nově nainstalovaného LED osvětlení docházelo k nepravidelnému blikání. Byli jsme proto osloveni, abychom zkusili najít příčinu nespolehlivého fungování osvětlení. Zjistili jsme, že napájení osvětlovacích okruhů je provedeno z přípojnicového technologického rozvodu, z něhož jsou připojeny také rozvaděče průmyslových robotů a výrobních linek. Dále jsme zjistili, že rozvaděče nainstalované v jedné z nejmoderněji vybavených výrobních hal společnosti obsahují mnoho frekvenčních měničů. Tyto frekvenční měniče nebyly na vstupu vybaveny řádnou indukčností (vstupní tlumivkou). 1

Trochu teorie: V moderních nízkonapěťových sítích jsou stále více používané nelineární spotřebiče (s nelineární VA charakteristikou). Standardní frekvenční měniče jsou typickými představiteli tokových spotřebičů. Svými šestipulzními můstkovými usměrňovači zatěžují napájecí elektrickou síť zkreslujícím jalovým výkonem. Na ob. 1 níže je zjednodušené schéma frekvenčního měniče vybaveného vstupní tlumivkou. Dostatečně dimenzovaná vstupní tlumivka však dnes stále nepatří do standardní výbavy všech měničů. Obr. 1: Zjednodušené schéma frekvenčního měniče se vstupní tlumivkou: V důsledku funkce vstupního usměrňovače (souvisí s dobou otevření PN přechodu usměrňovacích diod) a vyhlazovací kapacitou ve stejnosměrném meziobvodu měniče, dochází k harmonickému zkreslení vstupního průběhu viz. obr. 2. Obr. 2: Ukázka zkreslení 5.tou harmonickou 2

Obr. 3:Harmonické proudy frekvenčního měniče se základní (4%) komutační tlumivkou v meziobvodu Výsledný průběh je tvořený sinusovým proudem jehož frekvence odpovídá frekvenci sítě, a proudy vyšších harmonických, jejichž frekvence jsou násobky frekvence sítě. Odběr zejména 5., 7., 11., 13. harmonické, způsobí zkreslení oproti ideální sinusovce o cca 115 až 140 %, viz. obr. 3. Celkový harmonický proud ITHD je tedy: Procentuálním vyjádřením ITHD si můžeme zjednodušeně představit o kolik se liší zkreslená síť od ideální - sinusové. Důsledky zatížení sítě vyššími harmonickými Příliš velký obsah vyšších harmonických může vést k rušení jiných elektronických zařízení napájených ze stejného zdroje, případně způsobit i poškození zařízení. Další možné účinky mohou být tyto: chybná funkce měřících a regulačních jednotek, ochran a HDO přídavný hluk elektromotorů a dalších zařízení přídavné ztráty na elektromotorech, kondenzátorech i jinde snížení výkonu a zvýšení vibrací elektromotorů zvýšené oteplení napájecí kabeláže přídavné činné ztráty zhoršení tepelného režimu spotřebičů snížení životnosti přístrojů vznik nežádoucích rezonančních jevů v síti zvýšené zatížení kompenzačních stanic jalového výkonu 3

Možnosti omezení vyšších harmonických Existuje více možností eliminace rušení sítě vyššími harmonickými. Jde jak o metody klasické (např. pasivní, hybridní a aktivní filtry), tak metody moderní (PWM a vícepulzní usměrňovače). Naše společnost TESPO engineering s.r.o. spolupracuje v oblasti analýzy sítě a nasazování frekvenčních měničů se specializovanými firmami a také s tradičním výrobcem frekvenčních měničů. Díky tomu jsme schopni naším zákazníků nabídnout: vstupní technický a energetický audit návrh technických řešení s pohony a měniči speciální úpravy HW a SW frekvenčních měničů a řízení komplexní dodávka měničů s příslušenstvím montáž, uvedení do provozu, zaškolení obsluhy dlouhodobý program odborné péče o dodaná zařízení Dnes je nejrozšířenějším, nejjednodušším a nejlevnějším opatřením pro eliminaci vyšších harmonických použití správně navržené vstupní tlumivky. Vstupní tlumivky vyhlazují proud odebíraný měničem ze sítě, a tím významně redukují nepříznivé zpětné vlivy na síť. Podobný efekt poskytují i tlumivky instalované v meziobvodu frekvenčního měniče. Jedna z dalších účinných pasivních metod omezení harmonických je pomocí 12-ti pulzního usměrňovače. Je možné dosahovat THD kolem 16%, nevýhodou je použití drahého transformátoru s dvojím vynutím. Sofistikovanější pasivní filtry složené z indukčností a kapacit dosahují THD okolo 12%. Za podpory výrobce frekvenčních měničů jsme na trh uvedli rekuperační frekvenční měnič, který nevyužívá klasické diodové usměrnění, ale aktivní řízený usměrňovač. Měnič jsme nasadili na zdvih drapákového jeřábu. Prioritním úkolem měniče je rekuperace energie, vznikající při brzdění, zpět do sítě. "Vedlejším produktem" řízeného usměrňovače v této unikátní aplikaci je produkce THD do max 5%. 4

Porovnání výše zmíněných metod pro eliminaci vyšších harmonických je na obr. 4, 5, 6 a 7. Obr. 4: Frekvenční měnič bez vstupní tlumivky, zkreslení proudu THD přibližně 115 % Obr. 5: Frekvenční měnič se vstupní (komutační) tlumivkou, zkreslení THD přibližně 40 % (efektivní hodnota síťového proudu poklesne až o 35 %, tedy cca o 1/3) 5

Obr. 6: Frekvenční měnič s 12-ti pulzním usměrňovačem, zkreslení THD přibližně 16 % Obr. 7: Frekvenční měnič s řízeným usměrňovačem, zkreslení THD do 5 % 6

Zpět k blikajícímu osvětlení v Přerovské společnosti Pomocí síťového analyzátoru jsme změřili průběhy napětí a proudů přívodu osvětlení viz. obr. 8: Obr. 8: Průběh napětí a proudu bez tlumivky: Z měření je zřejmé, že průběhy veličin jsou výrazně ovlivněny vyššími harmonickými. V určitých časových úsecích jsou vidět jejich rezonance, což byly současně momenty, kdy docházelo k blikání LED osvětlení. Do obvodu osvětlení jsme vložili tlumivku odpovídajícího výkonu. Stejný typ tlumivek používáme standardně ke všem námi dodaným frekvenčním měničům. Po nainstalování tlumivky došlo k výraznému vylepšení průběhů napětí a proudů a blikání LED osvětlení okamžitě ustalo viz. obr. 9: Obr. 9: Průběh napětí a proudu s tlumivkou: 7

Shrnutí: Osvětlení ve výrobní hale společnosti je díky této naší úpravě bezproblémové. Je ale nutné zdůraznit, že tímto zásahem se vyřešilo pouze napájení obvodů osvětlení. Technologický rozvod s mnoha připojenými frekvenčními měniči tímto jednoduchým způsobem řešit nelze (ovládací obvody v takové síti zůstanou zarušené a nespolehlivé). Technologický rozvod zůstal tedy ve stejném stavu jako před úpravou. Protože jedním z nejvýznamnějších zdrojů harmonických v moderních průmyslových instalacích jsou měniče frekvence, je vhodné již při pořizování těchto zařízení myslet na jejich vliv na síť a požadovat instalace měničů vybavené filtračními tlumivkami. Trend poslední doby však toto pravidlo velmi často nerespektuje. Instalace měničů bez vstupní indukčnosti se objevují nejen v aplikacích s jedním nebo několika měniči, kde se vstupní tlumivka vyplácí i jako ochrana vstupního usměrňovače a kapacitní banky měniče, ale častokrát se nachází i v těch nejmodernějších provozech vybavených mnoha měniči. A přitom v principu platí, že v projektové fázi je řešení rušení od frekvenčních měničů levnější, než dodatečné vybavení již nainstalované technologie. Funkce vstupní tlumivky frekvenčního měniče: Omezuje vyšší harmonické proudy odebírané měničem frekvence z napájecí elektrické sítě. Prodlužuje životnost výkonových kondenzátorů ve stejnosměrném meziobvodě měniče frekvence. Omezuje energetické rázy sítě na vstupních svorkách měniče a tím chrání vstupní usměrňovač. Firma TESPO engineering s.r.o. Brno instaluje frekvenční měniče od r. 1993. Vybavení správně navrženou vstupní indukčností považuje za absolutní samozřejmost a to i v dnešní době, kdy je díky tomu cenově znevýhodněná. Trend upřednostňující cenu před kvalitou a dlouhou životností v oblasti instalací s frekvenčními měniči postupně rozšířil aktivity firmy i na oblast těžšího strojírenství. 8