Наличие реактивной мощности снижает качество электроэнергии, приводит к таким явлениям, как увеличение платы за электроэнергию, дополнительные потери и перегрев проводов, перегрузка подстанций, необходимость завышения мощности трансформаторов и сечения кабелей, просадки напряжения в электросети. Компенсация реактивной мощности осуществляется с помощью конденсаторов, синхронных электродвигателей, генераторов. Гораздо сложнее обстоит дело при наличии в сети гармонических составляющих основной частоты, образующихся вследствие нелинейных нагрузок. Токи высших гармоник увеличивают потери в конденсаторах, что повышает их и без того предельную температуру и значительно сокращает срок службы, а порой и приводит к авариям в следствии разрыва корпуса. Для борьбы с выше указанными явлением необходимо использовать дроссели, предотвращающих попадание на конденсатор токов высших гармоник. Индуктивность, добротность дросселя, емкость конденсатора связанны опреденной зависимостью и определяются по конкретному месту использования конденсаторной установки, т.к. зависят от многих параметров фазности выпрямителя, мощности трансформатора, способа включения, симметричности нагрузки и еще очень многих факторов, что исключает изготовление установок без конкретных измерерний и расчетов непосредственно на месте эксплуатации. В случаях, когда мощность нелинейных электропотребителей не превышает 10-15 %, каких-либо особенностей в эксплуатации системы электроснабжения, как правило, не возникает. При превышении указанного предела следует ожидать появления различных проблем в эксплуатации и последствий, причины которых не являются очевидными на первый взгляд. На предприятиях, имеющих долю нелинейной нагрузки свыше 25%, отдельные проблемы могут проявиться сразу с момента ввода в эксплуатацию.
Параметры питающей сети, не соответствующие нормам (повышенное или пониженное напряжение, всплески и провалы напряжения, искажение синусоидальной формы напряжения, тока и др.), воздействуя на подключенные электропотребители, могут нарушать их нормальную работу, и даже выводить из строя..
Изменение во времени тока и напряжения в промышленных сетях переменного тока значительно отличается от чистой синусоиды (см. рис.1). Эта переменная величина в действительности состоит из определенного количества синусоид разных частот, среди которых имеется гармоника промышленной частоты, называемая «основная гармоника» или просто «основная».
(рис.1)
Большинство вышеперечисленных негативных факторов происходящих в сетях переменного тока можно свести к минимальным показателям применением грамотно и квалифицированно разработанными конденсаторными установками. Для комплексного решения задач связанных с компенсацией реактивной мощности компания EPCOS разработала анализатор спектра совместно с программным обеспечением (рис 2) позволяющий заранее избежать ошибочных решений при проектировании и анализе существующих установок коррекции коэффициента мощности. Анализатор параметров сети MC7000-3 был разработан для выполнения измерений в трёхфазной сети, отображения и хранения информации об электрических параметрах измеряемой низковольтной сети.
Особенности данного анализатора спектра:
(рис.2)
- Измерение, отображение и хранение многочисленных параметров сети
- Напряжение (3 фазы)
- Ток (3 фазы)
- Частота (3 фазы)
- Активная мощность (3 фазы)
- Реактивная мощность (3 фазы)
- Коэффициент мощности (3 фазы)
- Активная, реактивная и полная энергия
- Гармоники напряжения (до 51-й)
- Гармоники тока (до 51-й)
- Коэффициент искажений по напряжению (3 фазы)
- Коэффициент искажений по току (3 фазы)
К отличительным особенностям прибора относятся графический ЖК-дисплей с подсветкой (рис. 3) размерами 128 x 64 точек и большое число возможных конфигураций сбора данных, их отображения и хранения с представлением информации одновременно в различных окнах в режиме реального времени. Для наглядного отображения уровней гармоник доступна гистограмма и осцилограммы напряжения и тока.
Совместно с программным обеспечением фирмы EPCOS анализатор по праву можно
назвать программным комплексом. Программное обеспечение позволяет пользователю осуществлять визуализацию всех измеряемых величин, (рис.2) что делает этот прибор уникальным в сравнении с другими приборами аналогичного назначения, снабженными только цифровыми текстовыми дисплеями. Программное обеспечение позволяет наглядно демонстрировать все
(рис. 3)
процессы, происходящие в сети в виде графиков и гистограмм. Математическая обработка измеренных величин позволяет провести вычисления:
- Автоматическое вычисление требуемого значения реактивной мощности (цель — расчет cos ϕдля последующей установки его пользователем)
- Оценка результатов измерений гармоник и выработка рекомендаций по значению коэффициента расстройки для систем коррекции коэффициента мощности
- Оценка влияния расстройки на гармоники для рассчитанного cos ϕ
(рис 4)
Собранные данные доступны в формате Excel, что даёт пользователю возможность их дальнейшей обработки (проведения анализа, расчетов, предоставления Заказчику в виде наглядной демонстрации).
Конечным результатом работы программного комплекса по результатам вычисления и анализа математической модели программа выдает конечную рекомендацию на изготовление КУ. (рис 5) (емкость КУ, тип банок, тип контакторов, колл. ступеней, при необходимости тип
применяемого дросселя и т.д.) Все данные сводятся в таблицу для простоты расчета коммерческой стоимости КУ. сводятся в таблицу для простоты расчета коммерческой стоимости КУ.
(рис. 5)
Длительный период работы специалистов ООО ПТП «Альянс» с анализатором и программным комплексом, прошедших сертифицированное обучение на фирме EPCOSпозволят со 100% гарантией осуществить мониторинг сетей Заказчика, и после соответствующего анализа выдать рекомендации на изготовление КУ, учитывая все пожелания по устранению проблем и улучшению эффективности работы существующей установки электроснабжения Заказчика с учетом всех индивидуальных особенностей системы энергоснабжения.
Исп. Литература
1) Материалы фирмы EPCOS (каталог EPCOS «PowerFactorCorrection» 2011 г.)
2) ГОСТ 13109-97
3) Программное обеспечение фирмы EPCOS «MC7000Soft»