Установка реактивной компенсации
Завод изготовителя автомобильного оборудования в Конкорде (Онтарио, Канада) поставляется трансформатором мощностью 2000 кВА - 27, 6 кВ / 600 В - Yy - Ucc = 5, 23%. Он производит выхлопные сборки из стальной плиты с помощью точечных сварщиков и сварщиков швов.
Случай реактивной компенсации в реальном времени (на фото: Schneider Elecric защищает часть полного реактивного компенсационного решения «Varset»)
5 Встречаемые проблемы //
Проблема № 1
Визуальная и нервная усталость персонала, из-за колебаний яркости ламп (мерцания) при работе сварочного оборудования.
Проблема №2
Шумовое загрязнение и преждевременное механическое старение оборудования, вызванное вибрациями, главным образом, в трансформаторе и главном распределительном устройстве при работе сварочного оборудования.
Проблема №3
Неспособность добавить оборудование из опасения, что установка будет перегружена (пиковые токи при обстреле сварщиков были больше, чем номинальный ток главного выключателя).
Таким образом, расширение установки потребует значительных инвестиций либо для модернизации существующей установки, либо для создания нового источника питания.
Проблема №4
Ежегодные штрафы в размере 5 тыс. Евро за превышение предельного уровня реактивной мощности (коэффициент мощности 0, 75).
Проблема № 5
Неисправные детали, вызванные сварочными неисправностями, появились в конце производственного процесса, когда трубки согнуты в форме. Все эти факторы снизили производительность компании.
Решения // Принимаемые меры
Меры, принятые во время работы сварочного оборудования, показали следующие параметры (см. Рис. 1) //
- Номинальное напряжение 584 В
- Провалы напряжения 5, 8%
- Текущие пики 2000 А и
- Пики реактивной мощности 1200 квар
Рисунок 1 - Усовершенствования из-за реактивного компенсатора реального времени
| улучшения | До | После | |
| напряжение | 584 | 599 | |
| Напряжение | Глубина (%) | 5, 8 | 3, 2 |
| Продолжительность (цикл) | 20-25 | 10-15 | |
| Текущий | В среднем | 1000 | 550 |
| Вершина горы | 2000 | 1250 | |
| Реактивная мощность (кВАр) | От 600 до 1200 | От 0 до 300 | |
| Фактор силы | 0, 75 | > 0, 92 | |
Проблемы явно связаны с колебаниями напряжения, вызванными работой сварщиков с нагрузками, которые быстро и часто меняются и которые потребляют значительную реактивную мощность.
Падение напряжения на 6% приводит к снижению на 12% (1-0, 942) мощности, доступной для сварки. Это стало причиной большого количества дефектных сварных швов.
Стандартные устройства для компенсации реактивной мощности используют электромеханические контакторы, которые не могут обеспечить требуемое время отклика. Работа ступеней конденсатора преднамеренно задерживается, чтобы уменьшить количество операций и избежать сокращения срока службы контакторов за счет преждевременного износа, а также для того, чтобы конденсаторы могли разряжаться.
Рисунок 2 - Принцип действия реактивного компенсатора реального времени (а), (б) практическая реализация
Решение с реактивным компенсатором реального времени
Выбранным решением было подключение реактивного компенсатора реального времени (см. Рисунок 2). Это инновационное устройство предлагает:
# 1 Ультрабыстрая реактивная компенсация изменений реактивной мощности в течение одного цикла (16, 6 мс при 60 Гц), что особенно подходит для нагрузок с быстрыми большими вариациями (сварочные машины, лифты, прессы, дробилки, запуск двигателя и т. Д.);
# 2 Непрерывный переключатель через управляемое переключение, которое особенно полезно при нагрузках, которые не выдерживают переходные перенапряжения (ПЛК, компьютерные системы и т. Д.);
# 3 Увеличенный срок службы конденсаторов и контакторов из-за отсутствия движущихся механических деталей и перенапряжений
С реактивной компенсацией 1200 квар было бы возможно минимизировать провалы напряжения, но 800 квар считалось достаточным для поддержания напряжения на приемлемом уровне для всех процессов на установке при всех условиях нагрузки.
Результаты реализации решения (см. Рис. 3) //
Рисунок 3 - Измерение тока, напряжения и реактивной мощности: (a) без компенсации (b) с компенсацией
# 4 Сокращение пиков тока до 1250 А и добавление нагрузок без модификации установки с улучшенной эффективностью установки за счет уменьшения потерь на джоуль;
# 5 Сокращение пиков реактивной мощности до 300 квар и увеличение коэффициента мощности до более 0, 92, что позволяет избежать штрафов за коэффициент мощности.
# 6 Увеличение номинального напряжения до 599 В и уменьшение падения напряжения до 3, 2% (см. Рисунок 2). Это является следствием увеличения коэффициента мощности и уменьшения амплитуды тока (см. Рисунок 4).
Также устранена визуальная и нервная усталость персонала из-за мерцания. Качество сварки улучшилось, как и производительность.
Рисунок 4 - Снижение падения напряжения, полученное с использованием реактивного компенсатора реального времени
Ссылка // Cahier Technique Schneider Electric no. 199 - Качество питания от Schneider Electric