Передача, распределение и накопление электроэнергии

Наиболее проблемные источники гармоник на промышленных объектах

24 октября 2023 г. в 10:35

Преобразователи мощности и частотные преобразователи на промышленных объектах. Частотные преобразователи и гармоники в новой концепции электромеханических комплексов.

По объемам применения и суммарной мощности из трех групп наиболее проблемных источников эмиссии гармонических возмущений в силовых сетях промышленных объектов (см. о группах в этом материале) безусловными лидерами остаются преобразователи мощности, а среди них – частотные преобразователи (ЧП) для электроприводов.

В целом особенности наиболее популярных сегодня 6-ти и 12-тиимпульсных преобразователей уже рассматривались в публикации компании здесь, причем в материале было показано, что в зависимости от типа полупроводниковых ключей в выпрямительном звене и инверторе ЧП (тиристоры или IGBT транзисторы) спектры генерируемых гармоник разные, но все равно преобразователь вбрасывает гармонические токи в «оба конца», т.е. и к источнику питания, и к электродвигателю с нагрузкой (исполнительным механизмом).

Частотные преобразователи и гармоники в новой концепции электромеханических комплексов

Федеральные стандарты последнего десятка лет, а особенно введенные в действие после 2017 года реально меняют подход к проектированию, производству, выбору, применению преобразователей частоты, хотя, следует признать, что пока превалирующее большинство производителей (и торговых компаний) продолжают игнорировать требования этих целевых стандартов.

Действующими (!) стандартами формализована терминология, методы испытаний, расчеты ЧП, включая потери от гармонических искажений, а также определены требования к информации, которую производитель (или торговая компания) обязан предоставить заказчику при покупке частотного преобразователя. ГОСТ IEC 61800-2-2018 ввел концепцию комплектного преобразователя, ГОСТ IEC 61800-9-2-2021 – электромеханического комплекса (соответственно complete drive module, аббревиатура CDM и extended product, аббревиатура EP), а также стандарты формализовали методики расчета и классы энергоэффективности комплектных преобразователей с пороговыми нормами абсолютных и относительных потерь в зависимости от выходной мощности.

<i>Рис. Концепция электромеханического комплекса по ГОСТ IEC 61800-9-2.</i>
Рис. Концепция электромеханического комплекса по ГОСТ IEC 61800-9-2.

Из конвертеров, преобразующих энергию переменного тока в переменный стандарты выделяют ЧП с автономным инвертором (свойствами источника) напряжения АИН и ЧП с автономным инвертором (свойствами источника) тока АИТ (соответственно по международной терминологии Voltage Source Converter, аббревиатура VSC и Current Source Converter, аббревиатура CSC). Причем и АИТ, и АИН могут иметь выпрямители пассивного (на диодах, тиристорах) или активного (active in feed converter, аббревиатура AIC или Active Front End, аббревиатура AFE – на полевых транзисторах) типа, среди которых АИТ или АИН с AIC может регулировать реактивную мощность (или коэффициент мощности), а также гармонические искажения на входе.

Справка: подобное утверждение в принципе верно, поскольку выпрямитель, он же AIC в этой ситуации при соответствующей настройке и программном обеспечении ПЛК (программируемого логического контроллера) будет работать, как активный фильтр гармоник. Вместе с тем, следует понимать, что:

  • «резерв» накопленной энергии для генерации AIC токов в противофазе будет браться из звена постоянного тока комплектного преобразователя, которое, в свою очередь служит резервом и для инвертора (тока или напряжения);
  • при наличии в силовой сети УКРМ, УКРМТ, УКРМФ, УКРМТФ (конденсаторных установок для коррекции коэффициента мощности) баланс мощностей будет нарушен, а негативы недо- или же перекомпенсации реактивной энергии могут быть значительными и даже критическими;
  • силовые блоки на IGBT транзисторах по стоимости в разы превышают тиристорные, а тем более диодные, а значит в большинстве случаев блокировать трансмиссию гармоник (в сеть выше подключения и из сети) более целесообразно реакторами или одно-, многозвенными пассивными (L-C) фильтрами гармоник.

В комплектный ПЧ помимо выпрямителя, звена постоянного тока, инвертора могут (и должны включать) фильтры (см. ГОСТ IEC/TS 60034-25), причем если выходной фильтр может быть маломощным (или отсутствовать) благодаря естественному рассеянию гармоник в обмотках двигателя электропривода (с негативами нагрева), то входной должен быть спроектирован в зависимости от гармонического спектра в силовой сети и гармоник, генерируемых самим преобразователем.

Важно: расчеты потерь из-за гармонических искажений в комплектном (или автономном) преобразователе частоты следует считать по методикам (и формулам) ГОСТ IEC 61800-9-2, эти же методики могут использоваться для расчета потерь в активных фильтрах гармоник, а также (при необходимости) в силовых тиристорных свитчах конденсаторных установок УКРМТ.  

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

УСЛУГИ: Частотный преобразователь монтаж, подключение, программирование 3550 рублей.

Преобразователи частоты представляют собой сложные электронные приборы, которые используют для управления вращением шпиндиля асинхронного двигателя, в различных типах нагрузки. При установке и монтаже энергосберегающего оборудования учитываются различные параметры: конструктивные особенности, характеристики мест расположения оборудования и т.д. Поэтому, установка преобразователей частоты, их подключение и настройка должны осуществляться квалифицированным персоналом, имеющим соответствующий допуск, и обладающим уверенными навыками монтажа электротехнических и силовых приборов и агрегатов. Шеф-монтажные работы. Целью шеф-монтажных работ, осуществляемых на объекте заказчика под руководством ответственного специалиста, является проверка готовности установленного оборудования к началу проведения пуско-наладочных работ. По их результатам составляется протокол испытаний, заполняемый и подписываемый обеими сторонами. В случае выявления отклоняющихся от нормы параметров в документ вносится соответствующее примечание с перечислением конкретных фактов. Решение о дальнейших действиях принимается индивидуально по каждому случаю. Пуско-наладочные работы. После оформления протокола испытаний и передачи одного экземпляра заказчику, осуществляется запуск оборудования под нагрузкой и подписывается акт его ввода в эксплуатацию. Преобразователь частоты проходит тестовую «обкатку», сроки которой в каждом случае определяются договором. Ответственным инженером проводится инструктаж сотрудников предприятия по всем типам работ (пуск-наладка, эксплуатация, обслуживание), представителю заказчика передаётся краткое письменное руководство. По окончании всех работ подписывается «Акт приёмки пуско-наладочных работ».
Барчуков Михаил · Энерго-Сервис · 25 января · Россия · Свердловская обл
Частотный преобразователь монтаж, подключение, программирование 3550 рублей.

ПРОДАМ: Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) до 35 кВ

Комплектные трансформаторные подстанции (КТП или подстанция) предназначены для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц в сетях с изолированной нейтралью. Подстанции применяются в системах электроснабжения промышленных предприятий, на объектах газовой и нефтяной промышленности по добыче, транспортированию и переработке нефти и природного газа, на объектах сельского и городского хозяйства. Условия эксплуатации: – Высота установки над уровнем моря до 1000 м; – Климатическое исполнение У1, УХЛ1, ХЛ1 по ГОСТ 15150-69; – Тип атмосферы II – промышленная, по 15150-69; – Устойчивость к сейсмическим воздействиям интенсивностью до 9 баллов по шкале МSК; – Климатическое исполнение и категория размещения — У1, УХЛ1 (другие исполнения – по заказу). Состав КТП – устройство со стороны высшего напряжения (УВН); – силовые трансформаторы; – распределительное устройство со стороны низшего напряжения (РУНН). Конструктивные особенности КТП состоит из одного и более модулей, образующих после установки единую конструкцию, внутри которой смонтировано все необходимое оборудование. КТП поставляются в полностью собранном виде или отдельными блоками, упакованными для транспортировки и подготовленными для монтажа на объекте заказчика. Конструкция КТП постоянно совершенствуется, поэтому возможны изменения, улучшающие качество изделия, но не отраженные в данной технической информации.
Челнокова Мария · СПЕЦЭНЕРГО · 19 февраля · Россия · г Санкт-Петербург
Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) до 35 кВ

ПРОДАМ: Конвейеры, электродвигатели, редукторы, частотные преобразователи

Электродвигатели (0,09 — 355 кВт) — общепромышленные (АИР, 5АИ, SDN, MS и т.д), взрывозащищенные (АИМУ, АИМУР, АИМЛ), однофазные (АИРЕ, 5АИЕ), высокольтные (ДАЗО, ВАО, ВАО2, А4); — шаговые электродвигатели и сервоприводы; Компрессоры винтовые дизельныеи электрические ЗИФ — редукторы и мотор-редукторы (червячные — NMRW, DRW, Ч, 2Ч; соосные — R, H, МЦ2С; конические — А, В, К; планетарные — 3МП, МПО и т. д.) импортные и отечественные; Компрессоры винтовые дизельные и электрические ЗИФ, -частотные преобразователи (общепромышленные, для тяжелых нагрузок, для вентиляции и однофазных двигатлей — от 0,2 до 355 кВт); — устройства плавного пуска — конвейеры с постоянной и переменной скоростью (регулировка механическим и электрическим способм) — насосы (ЭМШ, Д, К, КМ, ЭЦВ, ВВН, Х, АХ, ХМ, СД, ГНОМ, ЦМФ, ЦМК, ВК, ВКС, ВКО, ЦНС (г), НМШ, НМШФ, НМШГ, Г, АГ, БГ, НД,) и станции управления к ним; — вентиляция и теплотехника; — АСУ ТП и шкафы управления; Осуществляем подбор необходимого оборудования под ваши задачи и требования, даем рекомендации по проектированию оборудования `с нуля`, осуществляем подбор аналогов и импортозамещение, модернизация и автоматизация производств. На всю продукцию распространяется гарантия от 1 года. Машиностроителям и производителям — особые условия сотрудничества и дополнительные скидки!
Лапшин Сергей · ООО"Ареал" · Вчера · Россия · Респ Крым
Конвейеры, электродвигатели, редукторы, частотные преобразователи

ПРОДАМ: Дроссели ДР-70-134-1, 16-108 70 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 · 15 февраля · Россия · Псковская обл
Дроссели ДР-70-134-1, 16-108 70 кВАР

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 · 16 февраля · Россия · Псковская обл
Дроссели ДР-12, 5-134-6, 64-19 12, 5 кВАР
ООО «Копос Электро» — представительство чешской корпорации KOPOS KOLIN а.s. в Российской Федерации. Основным видом производства компании является электромонтажные изделия для кабельных систем. Количество изделий в серийных линейках продукции бренда KOPOS превышает 8 тысяч наименований.