Передача, распределение и накопление электроэнергии

Применение сетевых дросселей для преобразователей частоты

4 мая 2017 г. в 10:10
Применение сетевых дросселей для преобразователей частоты

Характерной особенностью сетей электропитания, как общего назначения, так и промышленных, является обилие потребителей электроэнергии, представляющих собой нагрузку резко нелинейного характера. Ток потребления таких устройств значительно отличается от синусоидального, то есть содержит в своем составе большое количество гармонических составляющих высшего порядка. Кроме того, токи потребления многих устройств могут значительно изменяться в короткие промежутки времени, оказывая влияние на величину действующего напряжения и симметрию фаз питающей сети. К основным факторам, оказывающим влияние на качество напряжения питающей сети, принято относить следующие:

  • процессы коммутации тока при переключениях силовых полупроводниковых приборов в выпрямителях, ведомых сетью инверторах, преобразователях частоты, генераторах импульсов и т.п.;
  • ударные изменения нагрузки преобразовательных устройств, например — при работе сварочных установок, печей, металлургических приводов и т.п.

Механизм искажений питающего напряжения потребителя электроэнергии связан с провалами или всплесками падения напряжения на индуктивном сопротивлении питающей сети, возникающими при резком изменении тока других потребителей, питающихся в той же точке подключения. Качество питающего напряжения сетей РФ строго регламентируется ГОСТ 13109-97, в том числе и в отношении нелинейных искажений. Однако на практике, в промышленных сетях со значительным количеством полупроводниковых преобразователей, несинусоидальность режима сети может выходить за пределы ограничений. Рис. 1 иллюстрирует реальную кривую однофазного переменного напряжения промышленной сети.

Реальная форма напряжения при нелинейной нагрузке

Рис.1. Реальная форма напряжения при нелинейной нагрузке

На практике принято анализировать гармонический состав напряжения сети в отношении нечетных гармоник от 1-й до 13-й. Однако и составляющие более высоких порядков так же могут оказывать существенное влияние на показатели работы потребителей. В таблице показано примерное процентное содержание гармоник искажения для двух видов сетей.

Номер гармоники 3 5 7 11 13 17 19 23
Промышленная сеть Низкое напряжение, % 5 8 8 4,8 4,8 1,5 1,5 1,5
Среднее напряжение, % 3 4,8 4,8 2,9 2,9 1,5 1,5 1,3
Сеть общего назначенияНизкое напряжение, %233220,80,80,4
Среднее напряжение, % 1,4 2,1 2,1 0,8 0,8 0,4 0,4 0,2

Содержание составляющих исчислено по отношению к величине эффективного напряжения. Таблица содержит типичные значения, однако при некоторых видах потребителей они могут сильно увеличиваться: например, при некоторых режимах работы сварочных устройств составляющие 5-й и 7-й гармоник могут увеличиваться в несколько раз.

Появление высших гармонических в составе напряжения питания обуславливает целый ряд негативных явлений в потребителях электроэнергии:

  • повышенный нагрев за счет повышения сопротивления обмоток электроустановок при проявлении скин-эффекта — общие потери могут увеличиваться на величину от 5% до 12%; суммарные потери только на 5, 7 и 11 гармониках могут достигать 2-4 % номинальных;
  • быстрая потеря механических и диэлектрических свойств изоляции электромашин и аппаратов из-за повышенного нагрева;
  • перегрев и снижение ресурса конденсаторных батарей из-за перегрузки их резонансными токами, возникающими на частотах гармонических составляющих;
  • погрешность индукционных счетчиков учета э/энергии и других подобных измерительных приборов может увеличиться до 10%, что совершенно недопустимо на практике;
  • неправильные действия защитных реле, отказы систем автоматики, диспетчеризации и сетевой связи;
  • уменьшение производительности и снижение качества продукции установок электролиза и пр.
Применение сетевых дросселей для преобразователей частоты

При относительно небольших значениях коэффициента содержания гармоник (8,5-10 %) в напряжении сети, помимо организационных мероприятий хорошие результаты дает применение сетевых дросселей (реакторов). Это индуктивности, включаемые последовательно перед потребителем электроэнергии, сглаживающие кривую протекающего тока. Физический смысл такого приема состоит в том, что между сетью и преобразователем частоты, появляется демпфирующий накопитель энергии, способствующий более мягкому протеканию процессов при резко переменной нагрузке. В таких случаях потребитель недоиспользуется по напряжению питания на величину от 3% до 6%. При этом, однако, применение сетевых дросселей для преобразователей частоты позволяет получить ряд выгод:

  • снижает влияние преобразователя частоты на сеть — форма напряжения в точке подключения максимально приближается к синусоидальной, исключая, тем самым, влияние на других потребителей;
  • защищает преобразователь от выбросов и провалов питающего напряжения и наводок на цепи управления и защиты;
  • защищает батарею конденсаторов в звене постоянного тока от воздействия резонансных токов, увеличивая его срок службы;
  • существенно ограничивает величину и скорость нарастания аварийных токов (короткого замыкания), тем самым защищая силовые полупроводниковые приборы от теплового разрушения и снижая требования к быстродействию цепей защиты.

По некоторым данным, эти свойства позволяют повысить надежность работы преобразователей частоты до 5 – 7 раз.

Существенным свойством применения сетевых дросселей является то, что в случаях множественных подключений нескольких потребителей в одной точке сети (например — для многодвигательных приводов рольгангов и др.) при известных их характеристиках и ограничениях на качество напряжения в точке подключения, можно рассчитать необходимые сетевые дроссели для всех параллельных потребителей. Тем самым обеспечить соответствие качества напряжения сети действующим стандартам и исключить взаимное влияние преобразователей одного на другой.

Некоторые модели преобразователей частоты всегда, без исключения, должны использоваться с сетевыми дросселями. Важным обстоятельством является то, что в случаях, когда выход преобразователя частоты из строя обусловлен влиянием некачественного напряжения сети или импульсными перенапряжениями, компания-поставщик не принимает на себя гарантийные обязательства. Все потери материального характера ложатся на потребителя.

Источник: Компания «РусАвтоматизация»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

«РусАвтоматизация» — компания, которая поставляет оборудование и проектирует системы АСУТП для автоматизации производственных процессов с 2011 года.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Дроссели ДР-20-134-4, 04-29 20 кВАР

Сетевой реактор (дроссель) является двухсторонним буфером между сетью электроснабжения и преобразователем частоты. Защищает сеть от высших гармоник 5, 7, 11 и т.д. (250Гц, 350Гц, 550Гц). Такие реакторы ограничивают скорость нарастания стартового тока в цепи и взаимное влияние преобразователей, запитанных от одного и того же трансформатора. Процесс коммутации протекает плавно, коммутационные перенапряжения подавляются. Использование сетевых дросселей особенно рекомендуется при питании от сети, к которой подключены нелинейные элементы, создающие существенные искажения. Преимущества применения сетевых реакторов производства ПЗСТ: — Защищают преобразователь частоты от перекосов фаз питающего напряжения; — Повышают срок службы конденсатора в звене постоянного тока ПЧ; — Защищают преобразователь частоты от импульсных всплесков напряжения в сети, тем самым предотвращают аварии. На сегодняшний день ООО «Псковский Завод Силовых Трансформаторов» - современное, динамично развивающееся предприятие Северо-Западного региона Российской Федерации, занимающее высокую позицию в развитии экономики региона. Успех компании - в сочетании богатого опыта, современного производственного оборудования, новых технологий и, конечно же, команды профессионалов. ООО «ПЗСТ» специализируется на разработке и серийном производстве широкого спектра сухих трансформаторов и трансформаторного оборудования мощностью до 1 000 кВА. В настоящее время ООО «ПЗСТ» обладает всем перечнем высокоточного технологического оборудования, необходимого для полного цикла производства выпускаемой нами продукции. Команда профессиональных специалистов постоянно работает над улучшением технических параметров нашей продукции.Несмотря на молодость, коллектив нашего предприятия состоит из высококвалифицированных специалистов, имеющих многолетний опыт работы в сфере производства трансформаторов и трансформаторного оборудования.
Нефёдов Алексей · ПЗСТ · 18 апреля · Россия · Псковская обл
Дроссели ДР-20-134-4, 04-29 20 кВАР

ПРОДАМ: Регуляторы мощности: аналоговые и цифровые (н/м)

Регулятором мощности называется электронное устройство, которое пропускает в нагрузку определенную часть каждого поступившего из сетевого напряжения полупериода. При этом изменяется среднее значение выходного напряжения. Регулятор мощности с фазовым управлением нужен для регулировки мощности оборудования от нуля до максимального значения (мощность, как при прямом подключении к сети). Регулятор мощности с фазовым управлением нужен для регулировки мощности оборудования от нуля до максимального значения (мощность, как при прямом подключении к сети). иристорный регулятор мощности Тиристорный регулятор мощности – это современный класс регуляторов для сети переменного тока. Главным элементом этого устройства является тиристор. Он подключен последовательно с нагрузкой. Тиристор может быть в закрытом или открытом состоянии. Открывается он, когда напряжение в нем соответствует необходимой полярности. Когда ток равняется нулю в конце полупериода сетевого напряжения, тиристор закрывается. Мощность в нагрузке регулируется путем изменения момента времени включения. Аналоговый и цифровой регулятор мощности В зависимости от способа увеличения мощности в нагрузке различают 2 типа аналоговых регуляторов мощности: с фазовым управлением; с управлением с коммутацией при переходе тока через ноль. Цифровой регулятор является универсальным. Пользователь может выбрать способ управления и входной управляющий сигнал. Микропроцессор контролирует все параметры. Минус цифрового регулятора в его стоимости, которая выше, чем у аналогов. Для контроля уровня входного напряжения в регуляторе имеется особая схема. Она отслеживает окончание одного полупериода и начало другого. В этот момент в аналоговом регуляторе мощности происходит заряд разряженного времязадающего конденсатора. Этот момент в цифровом регуляторе создается прерыванием, в котором микропроцессор сбрасывает счетчик-таймер и отсчитывает время инкреминацией счетчика. Когда в аналоговом регуляторе достигается...
Регуляторы мощности: аналоговые и цифровые (н/м)

ПРОДАМ: Дроссели ДР-12, 5-134-6, 64-19 12, 5 кВАР

Сетевой реактор (дроссель) является двухсторонним буфером между сетью электроснабжения и преобразователем частоты. Защищает сеть от высших гармоник 5, 7, 11 и т.д. (250Гц, 350Гц, 550Гц). Такие реакторы ограничивают скорость нарастания стартового тока в цепи и взаимное влияние преобразователей, запитанных от одного и того же трансформатора. Процесс коммутации протекает плавно, коммутационные перенапряжения подавляются. Использование сетевых дросселей особенно рекомендуется при питании от сети, к которой подключены нелинейные элементы, создающие существенные искажения. Преимущества применения сетевых реакторов производства ПЗСТ: — Защищают преобразователь частоты от перекосов фаз питающего напряжения; — Повышают срок службы конденсатора в звене постоянного тока ПЧ; — Защищают преобразователь частоты от импульсных всплесков напряжения в сети, тем самым предотвращают аварии. На сегодняшний день ООО «Псковский Завод Силовых Трансформаторов» - современное, динамично развивающееся предприятие Северо-Западного региона Российской Федерации, занимающее высокую позицию в развитии экономики региона. Успех компании - в сочетании богатого опыта, современного производственного оборудования, новых технологий и, конечно же, команды профессионалов. ООО «ПЗСТ» специализируется на разработке и серийном производстве широкого спектра сухих трансформаторов и трансформаторного оборудования мощностью до 1 000 кВА. В настоящее время ООО «ПЗСТ» обладает всем перечнем высокоточного технологического оборудования, необходимого для полного цикла производства выпускаемой нами продукции. Команда профессиональных специалистов постоянно работает над улучшением технических параметров нашей продукции.Несмотря на молодость, коллектив нашего предприятия состоит из высококвалифицированных специалистов, имеющих многолетний опыт работы в сфере производства трансформаторов и трансформаторного оборудования.
Нефёдов Алексей · ПЗСТ · 19 апреля · Россия · Псковская обл
Дроссели ДР-12, 5-134-6, 64-19 12, 5 кВАР

ПРОДАМ: Дроссели ДР-40-134-2, 02-58 40кВАР

Сетевой реактор (дроссель) является двухсторонним буфером между сетью электроснабжения и преобразователем частоты. Защищает сеть от высших гармоник 5, 7, 11 и т.д. (250Гц, 350Гц, 550Гц). Такие реакторы ограничивают скорость нарастания стартового тока в цепи и взаимное влияние преобразователей, запитанных от одного и того же трансформатора. Процесс коммутации протекает плавно, коммутационные перенапряжения подавляются. Использование сетевых дросселей особенно рекомендуется при питании от сети, к которой подключены нелинейные элементы, создающие существенные искажения. Преимущества применения сетевых реакторов производства ПЗСТ: — Защищают преобразователь частоты от перекосов фаз питающего напряжения; — Повышают срок службы конденсатора в звене постоянного тока ПЧ; — Защищают преобразователь частоты от импульсных всплесков напряжения в сети, тем самым предотвращают аварии. На сегодняшний день ООО «Псковский Завод Силовых Трансформаторов» - современное, динамично развивающееся предприятие Северо-Западного региона Российской Федерации, занимающее высокую позицию в развитии экономики региона. Успех компании - в сочетании богатого опыта, современного производственного оборудования, новых технологий и, конечно же, команды профессионалов. ООО «ПЗСТ» специализируется на разработке и серийном производстве широкого спектра сухих трансформаторов и трансформаторного оборудования мощностью до 1 000 кВА. В настоящее время ООО «ПЗСТ» обладает всем перечнем высокоточного технологического оборудования, необходимого для полного цикла производства выпускаемой нами продукции. Команда профессиональных специалистов постоянно работает над улучшением технических параметров нашей продукции.Несмотря на молодость, коллектив нашего предприятия состоит из высококвалифицированных специалистов, имеющих многолетний опыт работы в сфере производства трансформаторов и трансформаторного оборудования.
Нефёдов Алексей · ПЗСТ · 18 апреля · Россия · Псковская обл
Дроссели ДР-40-134-2, 02-58 40кВАР

ПРОДАМ: Дроссели ДР-10-189-3, 07-21, 4 12, 5 кВАР

Сетевой реактор (дроссель) является двухсторонним буфером между сетью электроснабжения и преобразователем частоты. Защищает сеть от высших гармоник 5, 7, 11 и т.д. (250Гц, 350Гц, 550Гц). Такие реакторы ограничивают скорость нарастания стартового тока в цепи и взаимное влияние преобразователей, запитанных от одного и того же трансформатора. Процесс коммутации протекает плавно, коммутационные перенапряжения подавляются. Использование сетевых дросселей особенно рекомендуется при питании от сети, к которой подключены нелинейные элементы, создающие существенные искажения. Преимущества применения сетевых реакторов производства ПЗСТ: — Защищают преобразователь частоты от перекосов фаз питающего напряжения; — Повышают срок службы конденсатора в звене постоянного тока ПЧ; — Защищают преобразователь частоты от импульсных всплесков напряжения в сети, тем самым предотвращают аварии. На сегодняшний день ООО «Псковский Завод Силовых Трансформаторов» - современное, динамично развивающееся предприятие Северо-Западного региона Российской Федерации, занимающее высокую позицию в развитии экономики региона. Успех компании - в сочетании богатого опыта, современного производственного оборудования, новых технологий и, конечно же, команды профессионалов. ООО «ПЗСТ» специализируется на разработке и серийном производстве широкого спектра сухих трансформаторов и трансформаторного оборудования мощностью до 1 000 кВА. В настоящее время ООО «ПЗСТ» обладает всем перечнем высокоточного технологического оборудования, необходимого для полного цикла производства выпускаемой нами продукции. Команда профессиональных специалистов постоянно работает над улучшением технических параметров нашей продукции.Несмотря на молодость, коллектив нашего предприятия состоит из высококвалифицированных специалистов, имеющих многолетний опыт работы в сфере производства трансформаторов и трансформаторного оборудования.
Нефёдов Алексей · ПЗСТ · 18 апреля · Россия · Псковская обл
Дроссели ДР-10-189-3, 07-21, 4 12, 5 кВАР
Компания ANDELI GROUP является производителем широкого спектра низковольтного, трансформаторного и высоковольтного оборудования, а также электромонтажной арматуры и сварочного оборудования. Ассортимент производимой продукции насчитывает более 300 серий и свыше 10000 наименований.