Основные проблемы в трехфазной сети переменного тока Вариант решения

Основные проблемы Отклонение напряжения Колебания напряжения Несимметрия напряжения Несинусоидальность напряжения Гармоники

Отклонение напряжения Влияние отклонения напряжения на работу электрооборудования: Технологические установки: При снижении напряжения существенно ухудшается технологический процесс, увеличивается его длительность, следовательно, увеличивается себестоимость производства. При повышении напряжения снижается срок службы обору- дования, повышается вероятность аварий При значительных отклонениях напряжения происходит срыв технологического процесса Освещение: Снижается срок службы ламп освещения, так при величине напряжения 1,1·U ном срок службы ламп накаливания снижается в 4 раза При величине напряжения 0,9·U ном снижается световой поток ламп накаливания на 40 % и люминесцентных ламп на 15 % При величине напряжения менее 0,9·U ном люминесцентные лампы мерцают, а при 0,8·U ном просто не загораются

Электропривод: При снижении напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя на 15 % момент снижается на 25 %. двигатель может не запуститься или остановиться При снижении напряжения увеличивается потребляемый от сети ток, что влечёт разогрев обмоток и снижение срока службы двигателя. Перегрев сверх допустимого на каждые 8-10°С сокращает срок службы изоляции обмоток электро- двигателя в 2 раза При повышении напряжения на 1 % потребляемая двигателем реактивная мощность увеличивается на % Среднее распределение потерь от высших гармоник характеризуется следующими данными: обмотки статора – 14%, цепи ротора – 41%. Токи гармоник в статоре машины вызывают движущую силу, тем самым приводит к вибрации вала двигателя.

Колебания напряжения Влияние колебаний напряжения на работу электрооборудования: снижается срок службы оборудования; перегрев оборудования; пожароопасность; понижается КПД двигателя; вибрация в электромашинных системах; вызывают брак продукции; ошибки срабатывания автоматических выключателей; ошибки в коммуникационном оборудовании; пульсация светового потока ламп освещения;

Несимметрия трёхфазной системы Источниками несимметрии: дуговые сталеплавильные печи, тяговые подстанции переменного тока, электросварочные машины, специальные однофазные нагрузки, осветительные установки, Так суммарная нагрузка отдельных предприятий содержит % несимметричной нагрузки. А коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности (K 0U ) одного 9-и этажного жилого дома может составлять 20 %, что на шинах трансформаторной подстанции (точке общего присоединения) может обусловить превышение нормально допустимые 2 %.

Влияние несимметрии напряжений на работу электрооборудования: Возрастают потери электроэнергии от дополнительных потерь в нулевом проводе. Однофазные, двухфазные потребители и разные фазы потребителей электроэнергии работают на различных не номинальных напряжениях, что вызывает те же последствия, как при отклонении напряжения. В электродвигателях, кроме отрицательного влияния не несимметричных напряжений, возникают магнитные поля, вращающиеся встречно вращению ротора. Общее влияние несимметрии напряжений на электрические машины, включая трансформаторы, выливается в значительное снижение срока их службы. Например, при длительной работе с коэффициентом несимметрии по обратной последовательности K 2U = %, срок службы электрической машины снижается на %, а если она работает при номинальной нагрузке, срок службы снижается вдвое.

Несинусоидальность напряжения Источниками несинусоидальности являются: синхронные двигатели; осветительные приборы; сварочные установки; офисная и бытовая техника; дуговые сталеплавильные и индукционные печи; трансформаторы; статические преобразователи; Электроприёмники с нелинейной вольт­ амперной характеристикой потребляют ток, форма кривой которого отличается от синусоидальной. А протекание такого тока по элементам электрической сети создаёт на них падение напряжения, отличное от синусоидального, это и является причиной искажения синусоидаль - ной формы кривой напряжения.

Влияние несинусоидальности напряжения на работу электрооборудования: в электрических машинах возрастают суммарные потери, понижается их КПД; Так, при коэффициенте искажения синусоидальной формы кривой напряжения K U = 10 % суммарные потери в сетях предприятий, крупных промышленных центров могут достигать %. учащаются ложные срабатывания устройств управления и защиты, приводящие к приостановке технологического процесса; выводят из строя компьютеры, мэйнфрэймы, устройства сбора и передачи информации; оказывают воздействие на изоляцию кабельных линий и линий электропередач; приводят к учащению однофазных коротких замыканий на землю; приводят к пробою конденсаторов; вследствие гармоник обратной последовательности, понижается точность учета электроэнергии;

Гармоники тока и напряжения Эффекты, вызываемые гармониками Проблемы мгновенного возникновения включают: искажение формы питающего напряжения; падение напряжения в распределительной сети; наводки в телекоммуникационных и управляющих сетях; повышенный акустический шум в электромагнитном оборудовании; вибрация в электромагнитных системах; Проблемы длительного возникновения включают: дополнительные потери в трансформаторах; нагрев в трансформаторах и электрических машинах; нагрев конденсаторов; нагрев кабелей распределительной сети;

Гармоники сетевой частоты неблагоприятно влияют на работу кабельных линий, конденсаторов, измерительных приборов и защитных реле.

Гармонические искажения и несинусоидальность Гармоника 7 Основная частота Гармоника 1 Гармоника 5 Гармоника 11 Несинусоидальная форма 50 Гц. 250 Гц. 350 Гц. 550 Гц.

Основные возмущения: Провал напряжения. Включение большой нагрузки, аварии в электросетях; Выброс напряжения. Аварии в электросетях, неправильное подключение выводов понижающих трансформаторов; Импульсная помеха. Грозовой разряд, коммутация индуктивных нагрузок; Осциллирующая помеха. Включение конденсаторов для коррекции мощности или феррорезонанса трансформаторов; Прерывание; Просечки напряжения. Коммутация диодов выпрямителях; Флуктуация напряжения. Электродуговые печи и устройства, где ток потребления не синхронизирован с сетевой частотой; Разбаланс напряжения. Различие нагрузок по разным фазам;

Преимущества установки фильтра на стороне (0.4кВ) Гармоники гасятся в месте их формирования и следовательно не оказывают влияния на работу других устройств включенных в эту сеть (силовые кабеля, контроллер СУ, ПП СУ, ТМПН, двигатель); Гармоники не попадают в трансформаторы и следовательно происходит экономия затрат на электроэнергию, уменьшается нагрев трансформаторов и увеличивается их срок службы; Возможность увеличение загрузки ТП без ее замены высвобождением реактивной мощности;

Виды фильтров Арнади: Входные фильтры Арнади- APHF-XВыходные фильтры Арнади-Ф-XФильтры Арнади-ФТНП-X

Входной фильтр Назначение: Входной сетевой пассивный фильтр предназначен для подавления гармоник тока, в сетях с нелиней- ными нагрузками; частотно-регулируемыми электроприводами, тиристорными приводами постоянного тока, мощными выпрямителями и другими устройствами. Подключение: Место расположения фильтра, перед нелинейной нагрузкой, как дополнительное, последовательное Устройство в отдельном шкафу уличного или внутреннего исполнения, либо входит составной частью в шкаф комплектного привода.

Выходной фильтр Назначение: Фильтр выходной предназначен для подавления гармоник тока несущей частоты в сетях с нели - нейными нагрузками; частотно регулируемыми электроприводами, тиристорными приводами постоянного тока, мощными выпрямителями и другими устройствами. Подключение: Фильтр замыкает цепочку между выходом СУ cчастотным преобразователем и повышающим трансформатором ТМПН. Номинальный ток цепи фильтра должен соответствовать номинальному току станции управления.

Фильтр для сетей с нелинейной нагрузкой Назначение: Фильтр тока нулевой последовательности Арнади ФТНП-X предназначен для подавления несимметрической низко - частотной помехи в сети, как средство ТЗИ; подавления импульсной помехи природного (грозового и коммута - коммутационного) или преднамеренного происхождения (сварка и т.д.) в напряжениях сети, как средство ТЗИ; повышения надежности электроснабжения, в том числе и при разрыве провода одной из линейных фаз. Подключение: Устанавливается в параллель нелинейной нагрузки, как дополнительное устройство в отдельном шкафу уличного или внутреннего исполнения.

Эффективность внедрения фильтра Арнади в нефтяной отрасли

Результат внедрения Уменьшение гармонических искажений Снижением потерь обусловленных воздействием гармоник Уменьшение загрузки ТП Уменьшение затрат на электроэнергию

Изменение характеристик до и после установки фильтра Применение фильтра позволило снизить реактивную энергию на 138 кВАр (уменьшив загрузку с 78% до 72%).

Период Кол. монтаже й Экономия эл.энерги и (тыс.кВт.ч ) Экономия (тыс.руб. ) Экономия эл. энергии (тыс.кВт.ч) в среднем на 1 фил. в месяц Экономия эл. энергии в месяц на 1 фил. (тыс.руб.) Срок окупаем. 1-го фил. (месяцев) 2010 (9месяцев ) ,0 0 20,450,966, (2 месяца) ,5027,869,435,0 Итого: ,524,160,205,8 Средний срок окупаемости одного Фильтра (при стоимости 500 тыс. рублей) 6 месяцев составляет – 6 месяцев. За 9 месяцев 2010 года в результате внедрения, экономия электроэнергии составила – 6054 тыс.кВт.час.(33 Фильтра). За 2 месяца 2011 года экономия – 611 тыс.кВт час.(11 Фильтров). В сумме экономия электроэнергии составила тыс.кВт.ч, или 16,6 млн. рублей

Спасибо за внимание!