Передача, распределение и накопление электроэнергии

Влияние гармоник на аварийность силовых сетей промышленных объектов

1 июля 2021 г. в 10:23

Очередная публикация от специалистов завода конденсаторных установок «МИРКОН» расскажет о скрытых негативах гармонических возмущений в силовых сетях промышленных объектов, основных причинах аварий и пожаров в силовых сетях с гармоническими возмущениями, а также рассмотрит эффективные технические средства нивелирования гармоник в силовых сетях.

Несмотря на общее повышение интереса к проблемам гармонических возмущений в силовых сетях низкого и среднего напряжения со стороны федеральных, ведомственных институций и отчасти, к сожалению, менеджментов объектов разного назначения, вопросы гармоник рассматриваются преимущественно в:

  • отношении реальной финансовой выгоды (прямой и косвенной) для предприятий при нивелировании гармоник, что является безусловным фактом, но не учитывает отдельный сегмент негативов гармонических искажений в сетях с различным типом нагрузки;
  • аспекте стартовавшей, но пока вяло реализуемой defacto цифровой трансформации электросетей, в которой электромагнитные помехи могут буквально свести на нет не только качество, но и саму возможность коммутации управляющих комплексов АСУ с силовым оборудованием.

Наряду с этим и эмиссия гармонических возмущений источником в конкретной силовой сети, и переток гармоник вместе с реактивной мощностью фундаментальной частоты между сегментами сети и сетями разного уровня напряжения имеют ряд скрытых негативов: от быстрого износа оборудования с сокращением реальных сроков эксплуатации до значительного повышения аварийности силовых сетей с высокими рисками пожаров на объектах.

Т. е. нивелирование гармоник дает не только прямую, но и значительно большую косвенную выгоду по объемам финансовых инвестиций, которые уйдут на восстановление объекта после пожара или, как минимум, компенсацию потерь из-за остановки производственно-технологического процесса.

Основные причины аварий и пожаров в силовых сетях с гармоническими возмущениями

Критичный нагрев болтового соединения

Исследования последнего десятка лет показывают, что в мегаполисах, таких, как Москва или Санкт-Петербург, а также крупных индустриальных населённых пунктах страны с большим потенциалом промышленного сектора около 55 % всех нарушений и/или остановок производственно-технологических процессов происходит из-за плохого технического состояния оборудования, обусловленного старением и последующим разрушением (деструкцией) изоляции, обрыва кабелей при снижении долговременной механической прочности, изменения электрических свойств материалов и т. д. Еще хуже обстановка с пожарами на предприятиях разных отраслей экономики — ежегодно около 78 % возгораний происходит из-за перегрева кабелей, контактных клемм, причем прирост числа пожаров составляет порядка 2.36 % в год.

Превалирующее число нарушений производственно-технологических процессов и пожаров из-за перегрева кабельных коммуникаций происходит на объектах с симметричной и несимметричной нелинейной нагрузкой, т. е. уже сейчас практически на всех крупных промышленных предприятиях как с новым, так и модернизированным оборудованием, являющимся по факту источниками эмиссии гармоник разных порядков.

В условно лучшем положении оказываются предприятия с симметричной нелинейной нагрузкой, однако превалирующее большинство современного оборудования генерирует в сеть гармоники, кратные 3(n = 3·(2k+1) при k — ряд 0, 1, 2...), которые составляют систему нулевой последовательности (одинаковые значения в каждый момент времени) и поэтому складываются в нулевом проводе. Если амплитуда кратных 3 гармоник составляет 35-40 % тока фундаментальной частоты, то в нулевом проводе будут протекать токи в 1.05-1.2·In, а значит, повышаются риски перегрева и/или обрыва провода, из-за чего происходит остановка производственно-технологического процесса или возникает пожар.

На уровне критической отметки находится ситуация в силовых сетях промышленных объектов с несимметричной нелинейной нагрузкой — в нулевом рабочем проводнике будут складываться токи, обусловленные как несимметрией, так и несинусоидальностью фазной нагрузки.

Если говорить упрощенно, то к токам гармоник кратных трем добавятся токи всех нефундаментальных частот плюс первой или, другими словами, фундаментальной, что нередко в часы пиковых нагрузок приводит к амплитудам в 2-3 раза большим In, следствием чего становится перегрев кабелей и клеммных соединений. Итог — снова пожар.

Эффективные технические средства нивелирования гармоник в силовых сетях.

Энергоаудит

В большинстве отечественных предприятий нелинейная нагрузка генерирует в сеть большой спектр гармонических возмущений, но, как правило гармоники от 25-го порядка имеют небольшие амплитуды и не оказывают критического негативного влияния на работу трансформаторов, оборудования и кабелей. Вместе с тем, это утверждение становится весьма сомнительным, если нагрузка нелинейная несимметричная, а амплитуды четных и нечетных гармоник первых порядков значительные, а меры по их нивелированию не предпринимаются или неэффективны.

Поэтому для снижения негативов влияния гармоник на оборудование, кабели, силовые сети и предприятие в целом нужно изначально проводить полный энергоаудит объекта с выявлением, анализом гармонических возмущений на всех фундаментальных частотах, как в период условного бездействия/сниженного объёма производства, так и в часы пиковых нагрузок.

Возможно оптимальным решением не только и не столько финансовой выгоды, сколько безаварийности объекта будет использование простых пассивных фильтров из пакета узкополосного и широкополосного звеньев, а в отдельных ситуациях уйти от проблемы удастся только с дополнительным локальным использованием активных фильтров гармоник.

Однако очевидным остается факт — проектирование фильтрокомпенсирующего устройства, как и установок компенсации реактивной мощности должно выполняться на высоком профессиональном уровне и исключительно по данным энергоаудита конкретного объекта с учетом возможного расширения производства и цифровой трансформации электросети.

Источник: Завод конденсаторных установок «МИРКОН»

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

Информация о компании

Завод конденсаторных установок «МИРКОН» осуществляет полный цикл мероприятий по вопросам компенсации реактивной мощности.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Конденсаторные установки УКМФ

УКМФ 58 Комплектные конденсаторные установки низкого напряжения Применение установок УКМФ 58 Компенсация реактивной мощности в сетях напряжением 0,4 кВ промышленных предприятий в сетях, в которых имеется повышенное содержание высших гармоник. Конденсаторы в каждой ступени установок защищены индуктивным трехфазным реактором. Реактор подобран так, чтобы все гармоники с частотой выше 180 Гц не попадали в конденсаторную установку (5,7,11,13 и т.д. гармоники). В автоматическом режиме регулятор обеспечивает поддержание cosф в заданных пределах от 0.8 до 0.98. Основные преимущества конденсаторной установки УКМФ Простота в эксплуатации, которая достигается, благодаря встроенному контроллеру электронного типа, который измеряет и показывает Простота в установкеОборудование отвечает всем стандартам качества и безопасности и способно стабильно работать на протяжении длительного срока; Конденсаторная установка в полном комплекте с максимально подходящими параметрами Функциональные возможности установок для компенсации реактивной мощности УКМФ: — Уменьшение оплаты за потребление электроэнергии; — Уменьшение потери энергии на линиях электропередачи, в кабелях, трансформаторах и распределительном оборудовании за счет уменьшения фазных токов; — Снижение провалов напряжения; — Увеличение срока службы трансформаторов за счет снижения температуры перегрева обмоток; — Подключение дополнительной нагрузки за счет снижения тока потребляемого от силового трансформатора; — Для проектируемых объектов снижение затрат на закупку кабелей за счет уменьшения их сечения; — Подавление сетевых помех, снизить несимметрию фаз; — Улучшение качества электроэнергии Срок изготовления конденсаторных установок УКМФ: от 10 дней. Технические характеристики: — Номинальное напряжение 0,4 кВ; — Частота 50 Гц; — Температура окружающего воздуха от -40°С до + 40°С; — Степень защиты IP44; — Конденсаторы типа КПС
Николаев Леонид · ЭНЕРГОПУСК · 14 июня · Россия · г Москва
Конденсаторные установки УКМФ

ПРОДАМ: Изолирующие крышки для силовых выводов

Критерий безопасности имеет первостепенное значение при проектировании и монтаже сетей электроснабжения. Один из способов достижения этой цели - недопущение прямого контакта человека и силовых линий. Поражение электрическим током может привести к серьезным последствиям для жизни и здоровья, к основным его признакам можно отнести наличие ожогов, шоковое состояние и нарушение сердечного ритма. Также, помимо неосторожных действий человека, возможен контакт с силовыми линиями различных животных. Любые живые организмы являются хорошими проводниками электрического тока, и в результате прямого контакта происходит короткое замыкание или существенный ток утечки. Это приводит к нарушению в работе электрооборудования вплоть до возгорания и выхода его из строя. Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе, машиностроении и судостроении, сферах связи и IT. Тщательно продуманная логистика, высокий сервис, надежные поставки, оперативная обработка клиентских запросов - все эти исключительные качества «Элснаб» помогают нашим партнерам реализовать крупные проекты и решать важные задачи в области электротехники. Благодаря собственному складу и сотрудничеству с ведущими транспортными компаниями, мы обеспечиваем быструю отгрузку и высокую скорость поставок в любой регион страны.
Отдел продаж · Элснаб · Вчера · Россия · г Москва
Изолирующие крышки для силовых выводов

ПРОДАМ: Трехфазный стабилизатор напряжения Каскад 12-60 Ква Полигон™

Предназначены: — Для обеспечения качественного электропитания компьютеров, оргтехники, медицинского оборудования, аудио- видеотехники и другой промышленной и бытовой аппаратуры, в сетях с напряжением отличным от номинального; — Для защиты электронной техники от индустриальных и атмосферных импульсных помех, распространяемых по сети питания. Системы защиты нагрузки: — При аварии сети и повышении (понижении) фазного напряжения на выходе стабилизатора напряжения более (менее) 242 (176) В, происходит отключение нагрузки. Включение нагрузки производится автоматически после нормализации выходного напряжения; —Все модели стабилизаторов напряжения имеют электронную защиту от короткого замыкания и защиту от перегрузки; На всех моделях установлены варисторы для защиты от мощных импульсных помех. Варисторы защищают нагрузку от высоковольтных выбросов, вызванных грозовыми разрядами, переходными процессами в сети, сварочным оборудованием, транспортом и т.д. Конструкция: —Трехфазные стабилизаторы "Каскад" мощностью от 12 до 60 кВА состоят из трех однофазных блоков и подключаются по схеме «звезда с выведенной нейтралью»; —Подключаются к сети и нагрузке через клеммные зажимы; — На всех моделях стабилизаторов напряжения установлены варисторы для защиты от мощных импульсных помех; — Варисторы защищают нагрузку от высоковольтных выбросов, вызванных грозовыми разрядами, переходными процессами в сети, сварочным оборудованием, транспортом и т. д.
Панарина Людмила · ПФ СОЗВЕЗДИЕ · 12 июня · Россия · г Санкт-Петербург
Трехфазный стабилизатор напряжения Каскад 12-60 Ква Полигон™

ПРОДАМ: Серии ИБП HIDEN KP, KC, KU для загородных домов

Почти все бытовые приборы, аудио-видео устройства и компьютерное оборудование в доме работают от сети. Стабильное и бесперебойное электроснабжение необходимо для большинства отопительных и циркуляционных систем частных потребителей. Любые искажения, провалы и всплески напряжения могут привести к неприятным последствиям, таким как временная остановка оборудования, частичный и полный выход из строя устройств, потеря важных данных. Для защиты электрического оборудования частных потребителей наиболее оптимально использовать ИБП. HIDEN предлагает широкий ассортимент ИБП домашнего использования для защиты бытовых приборов и инженерных систем домохозяйств. Новинки нашего ассортимента: — ИБП HIDEN KU9102H ИБП напольного типа, подключение внешних АКБ, однофазный вход / однофазный выход, ONLINE, 2000 ВА/1800 Вт. Назначение ИБП -Длительная автономия Полная мощность (ВА) -2000 Активная мощность (Вт) -1800 Входное напряжение -1-ф (220/230В) Выходное напряжение -1-ф (220/230В) Количество внешних АКБ -4 шт. (48В) Топология ИБП -Онлайн ИБП Форм-фактор ИБП -Напольный ИБП Тип аккумуляторов -Внешние АКБ — ИБП HIDEN KU906H ИБП напольного типа, подключение внешних АКБ, однофазный вход / однофазный выход, ONLINE, 6000 ВА/ 5400 Вт. Назначение ИБП -Длительная автономия Полная мощность (ВА)-6000 Активная мощность (Вт)-5400 Входное напряжение-1-ф (220/230В) Выходное напряжение-1-ф (220/230В) Количество внешних АКБ-16 шт. (192В), 18 шт. (216В), 20 шт. (240В) Топология ИБП-Онлайн ИБП Форм-фактор ИБП-Напольный ИБП Тип аккумуляторов-Внешние АКБ — ИБП HIDEN KU910H ИБП напольного типа, подключение внешних АКБ, однофазный вход / однофазный выход, ONLINE, 10000 ВА/ 9000 Вт. Назначение ИБП-Длительная автономия Полная мощность (ВА)-10000 Активная мощность (Вт)-9000 Входное напряжение-1-ф (220/230В) Выходное напряжение- 1-ф (220/230В) Количество внешних АКБ -16 шт. (192В), 18 шт. (216В), 20 шт. (240В) Топология ИБП-Онлайн ИБП Форм-фактор ИБП-Напольный ИБП Тип аккумуляторов- Внешние АКБ — ИБП...
Смолич Елена · НПК Электроэнергетика · Вчера · Россия · Московская обл
Серии ИБП HIDEN KP, KC, KU для загородных домов

ПРОДАМ: Звонки ЗВОФ, ЗВП, ЗВРП Колокола КЛП, КЛФ, РВФ Ревуны РВП

Звонок-ревун ЗВРП- эффективное и качественное средство звукового оповещения для тревожных сигнализаций переменного тока. Прибор издает очень громкие звуки сразу в двух разных тональностях. Это значит, что всеобщее внимание будет гарантированно привлечено в нужном случае. ЗВРП- могут устанавливаться на морских и речных судах, а также везде, где нужно громко оповестить людей в случае тревоги. Корпус звонков изготовлен в специальном водозащищенном исполнении. Поэтому данные приборы можно без проблем эксплуатировать в условиях контакта с водой. Колокола КЛФ предназначены для подачи звуковых сигналов в системах тревожной сигнализации постоянного тока. Колокола КЛФ изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ5 (для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным климатом и холодным климатом). Ревун РВФ предназначен для подачи звукового сигнала в системах тревожной сигнализации постоянного тока. Приборы изготавливаются в двух климатических исполнениях по ГОСТ 15150-69: О1 (общеклиматическое исполнение) и УХЛ5 (для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным климатом и холодным климатом).
Веригина Татьяна · ООО "Морское Электроснабжение" · 10 июня · Россия · г Санкт-Петербург
Звонки ЗВОФ, ЗВП, ЗВРП Колокола КЛП, КЛФ, РВФ Ревуны РВП
ЗАО «ЗЭТО» — является одним из ведущих российских производителей электротехнического оборудования высокого, среднего и низкого напряжения, хорошо известным как в России, так и за рубежом.