Передача, распределение и накопление электроэнергии

Дуговые и насыщаемые устройства в эмиссии гармоник на промышленных объектах

30 октября 2023 г. в 10:28

Дуговые и насыщаемые устройства в эмиссии гармоник на промышленных объектах. Трансформаторы и электродвигатели в эмиссии гармонических возмущений.

Помимо частотных преобразователей (и других устройств – инверторов, конверторов с блоками на полупроводниковых ключах) наибольший вклад в гармонические искажения параметров качества электроэнергии на промышленных объектах вносят дуговые и насыщаемые устройства (см. о категориях «проблемных» нелинейных нагрузок в этом материале). Причем:

на узкопрофильных производствах (металлургия с дуговыми, индукционными печами, обрабатывающие предприятия с цехами дуговой сварки, оборудованием и процессами ионно-лучевой (и электронно-лучевой) технологии и т.п.) общий «вклад» печей, сварочных агрегатов (исключая инверторные), освещения с магнитными балластами в искажения напряжения сравнительно небольшой, поскольку импеданс балластов или печных выводов действует как буфер, а подавления тройных гармоник в трехфазных устройствах выполняется через соединение трансформатора;

<i>Рис. Типовой спектр гармоник для дуговой печи, магнитного баланса системы освещения, трехфазного сварочного агрегата.</i>
Рис. Типовой спектр гармоник для дуговой печи, магнитного баланса системы освещения, трехфазного сварочного агрегата.

в целом на промышленных объектах высокий уровень гармоник удерживается из-за преобразователей, электродвигателей, значительного числа (и мощности) трансформаторов.

Трансформаторы и электродвигатели в эмиссии гармонических возмущений

Силовые трансформаторы предназначены для нормальной работы чуть ниже точки «колена» полного намагничивания, а рабочая плотность потока трансформатора выбирается на основе сложной оптимизации стоимости стали, потерь холостого хода, шума и многих других факторов.

<i>Рис. Кривая намагничивания трансформатора.</i>
Рис. Кривая намагничивания трансформатора.

Несмотря на то, что возбуждающий (намагничивающий) ток трансформатора богат гармониками при нормальном рабочем напряжении (см. рис. ниже), а третья гармоника может составлять половину его амплитуды, этот ток обычно величиной менее 1 процента от номинального тока полной нагрузки.

<i>Рис. Типовой спектр гармоник трансформатора напряжения.</i>
Рис. Типовой спектр гармоник трансформатора напряжения.

Т.е. в целом трансформаторы не вызывают такой большой озабоченности, как, например, электронные преобразователи энергии, которые могут генерировать гармонические токи в 20 процентов от их номинала или выше. Тем не менее, влияние эмиссии гармоник будет существенным на промышленных объектах, которые имеют десятки и даже сотни трансформаторов в ТП, распределительных узлах, оборудовании, устройствах.

Имеет значение влияние на эмиссию/трансмиссию гармоник трансформаторами в силовой сети промышленного объекта:

  • нагрузка распределительной сети, через ТП в точке общего присоединения происходит трансмиссия гармоник. Как правило, происходит значительное увеличение тройных гармонических токов в ранние утренние часы, когда нагрузка низкая, а напряжение повышается;
  • режим работы промышленного объекта. При неполной нагрузке происходит перевозбуждение трансформаторов с усилением генерации гармоник, а в случае дисбаланса фаз увеличиваются амплитуды гармоник нулевой последовательности;
  • гармонический спектр и амплитуды гармоник в питающей силовой сети, которые, по сути, определяют основную долю потерь в трансформаторах. Составляющие высоких гармоник (в том числе активных) проникают в обмотки трансформаторов и сокращают срок их службы из-за скин-эффекта с нагревом и пробоем изоляции, и в первую очередь это влияет на трансформаторы напряжения с разными вторичными обмотками.

Электродвигатели тоже являются источниками эмиссии гармоник, однако:

  • в приводах с преобразователями гармонические токи (от двигателя) «замыкаются» на участке преобразователь-электродвигатель и понемногу рассеиваются в обмотках (или гасятся пассивным фильтром в случае комплектного частотного преобразователя);
  • в решениях с запуском через конденсаторы или устройство плавного пуска гармоники спектра, схожего с гармоническим спектром трансформатора, вбрасываются в сеть выше места подключения.

Причем здесь возможен параллельный резонанс, как с фазосдвигающим (пусковым) конденсатором, так и конденсаторной батареей, установкой повышения коэффициента мощности, что определяет необходимость скрупулезного проектирования приводов, во всяком случае большой мощности.

Достаточно проблематичным в аспекте снижения уровня гармонических возмущений от электродвигателей, трансформаторов, частотных преобразователей приводов в силовой сети промышленного объекта является планирование режима работы силового оборудования. Это обусловлено тем, что по мере выхода оборудования в номинальный режим работы, с одной стороны гармонические искажения по спектру и амплитуде увеличиваются, а с другой – снижается КПД, хотя при грамотной фильтрации гармоник можно выйти на планируемую (или заявленную производителем) энергоэффективность.

<i>Рис. Амплитуда и искажение фундаментальной гармоники при разной скорости двигателя электропривода с частотным преобразователем.</i>
Рис. Амплитуда и искажение фундаментальной гармоники при разной скорости двигателя электропривода с частотным преобразователем.

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: 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: Генераторы шума

Выпускаемые промышленно генераторы вырабатывают как чисто шумовые, так и псевдошумовые сигналы, причем предусматривается регулировка полосы спектра и задание длины псевдослучайной последовательности при формировании. Благодаря возможности получения нормированного шума, генераторы широко используются при исследовании частотных характеристик линейных динамических систем, электронных фильтров, дискретных систем управления, в акустике и т. д. Принцип работы При формировании основного шумового сигнала используются либо твердотельные устройства, такие как лавинно-пролетные диоды, либо используется прямой синтез. При этом генерируются различные типы шума, которые перед подачей на выходной разъем подвергаются цифровой обработке для получения распределения: — бинарного; — гауссовского, — равновероятного.
Коваль Юлия · ПРОТЕХ · Вчера · Россия · г Москва
Генераторы шума

ПРОДАМ: Промышленная автоматика, электроника, ЧПУ в Твери

Поставка-реализация и ввод в эксплуатацию преобразователей частоты для любых применений, устройств плавного пуска (УПП, софт стартеров), а также сопутствующего опционального оборудования к ним: дросселей, фильтров, тормозных прерывателей и тормозных резисторов). Предлагаем следующие категории промышленного электрооборудования: низковольтные преобразователи частоты для электродвигателей 220В; низковольтные преобразователи частоты для насосов (вентиляторов) и общепромышленного назначения для электродвигателей 380В; средневольтные преобразователи частоты общепромышленного и специального назначения для электродвигателей 660-690В / 1140В; высоковольтные преобразователи частоты различного исполнения для высоковольтных электродвигателей 3кВ / 6кВ / 10кВ; устройства плавного пуска (УПП, софт стартеры) для любых применений; опциональное оборудование для преобразователей частоты и электродвигателей: дроссели (входные сетевые, выходные моторные, цепи постоянного тока), эмс фильтры высокочастотных помех (входные сетевые, выходные моторные), тормозные резисторы и тормозные прерыватели, выходные моторные синусоидальные фильтры (синус-фильтры), пассивные фильтры и прочее периферийное оборудование. Шкафы / щиты силовые и шкафы управления; пульты местного и дистанционного управления; станции автоматического управления; АСУ ТП и прочие системы автоматического управления и регулирования. Услуги в области проведения ремонтных работ по восстановлению работоспособности преобразователей частоты и устройств плавного пуска следующих производителей: ИНСТАРТ (INSTART), СТА, СИРИУС, Веспер, ABB, Danfoss, Siemens, Schneider Electric, Toshiba, Mitsubishi, Omron, Yaskawa, Fuji, Hitachi, Hyundai, Delta, Innovert, Prostar, Easydrive, INVT, ESQ, Erman и т. д.
Завод Подстанций · Проммонтаж · 19 февраля · Россия · Тверская обл
Промышленная автоматика, электроника, ЧПУ в Твери

ПРОДАМ: Электродвигатели, редукторы, частотные преобразователи в наличии на складе в Симферополе

Общепромышленные электродвигатели серии 5АИ, 4АМ, АИР, АМУ, 5А, 5АИ, АД; Электродвигатели по стандарту DIN АИС; Многоскоростные электродвигатели: двух-трёх-четырёхскоростные; Крановые электродвигатели с фазным ротором серии МТФ, МТН, ДМТФ, ДМТН; Крановые электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии МТКФ, МТКН; Двигатели взрывозащищённые серии ВР, АИМ, АИММ, АИУ, В, 2В, ВАО; Электровигатели повышенного скольжения АС, АИРС Электродвигатели однофазные электродвигатели АИРЕ; Электродвигатели с электромагнитным тортозом АИР Е, АИР Е2; Электродвигатели для частотного регулирования АДЧР; Асинхронный электродвигатель с датчиком скорости АМКТ Редукторы и мотор-редукторы одно- двухступенчатые червячные, цилиндро-червячные и планетарно-червячные: Ч, 2Ч, 1Ч, 5Ч, 6Ч, 9Ч, Ч2, 5Ч2, 1МЧ, МРЧ, 2МР4, 5МЧ, 6МЧ, 9МЧ, 1МЧ2, МЧ, МЦЧ, МПЧ, МП2Ч с межосевыми расстояниями от 40мм до 320 мм Редукторы цилиндрические одноступенчатые: 1ЦУ-100, 1ЦУ-160, 1ЦУ-200. 1ЦУ-250, Ц-200Н, Ц-250Н, Ц-3000Н, РЦ1-150, ЦО-300 Редукторы цилиндрические двухступенчатые: 1Ц2У-100, 1Ц2У-125, 1Ц2У-160, 1Ц2У-200, 1Ц2У-250, Ц2У-315Н, Ц2У-355Н, Ц2У-400Н, Ц2-250, Ц2-300, Ц2-350, Ц2-400, Ц2-500, Ц2-650, Ц2Н-450, 2Ц2-100Н, 2Ц2-125Н, 2Ц2-160Н, 2Ц2-200Н, 2Ц2-250Н, 2Ц2-280Н, Ц2СП-580, Ц2У-315К, Ц2У-400К Редукторы цилиндрические двухступенчатые крановые: РМ-250, РЦД-250, РМ-350, РЦД-350, РМ-400, РЦД-400, РМ-500, РМ-650, РМ-750, РК-450 Редукторы цилиндрические трехступенчатые: 1ЦЗУ-160, 1ЦЗУ-200, 1ЦЗУ-250, ЦТНД-315, ЦТНД-400, ЦЗУ-315, ЦЗУ-355, Ц3У-400Н, 2Ц3-125Н, 2Ц3-160Н, 2Ц3-200Н, 2Ц3-250Н, 2Ц3-280Н. Редукторы цилиндрические крановые вертикальные: ВК-350, ВК-475, ВК-550, В-125(ф), ЦЗВК(ф)-125, ВК-160(ф), ЦЗВК(ф)-160, В-200(ф), ЦЗВК(ф)-200, В-250(ф), ЦЗВК(ф)-250, В-400, А-400 Редукторы цилиндрические крановые вертикальные усиленные (стальные усиленные корпуса): ВКУ-500М, ВКУ-500М1, ВКУ-610М, ВКУ-610М1, ВКУ-610СПР, ВКУ-750М, ВКУ-765М. ВКУ-765М1, ВКУ-765СПШ Частотные преобразователи Инстарт
Лапшин Сергей · ООО"Ареал" · Вчера · Россия · Респ Крым
Электродвигатели, редукторы, частотные преобразователи в наличии на складе в Симферополе
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.