Компенсатор падения напряжения Dip-Free (ДКИН)

Как компенсировать падение напряжения в сети? Как известно, кратковременные падения напряжения на 10-90% (или провалы до нуля) длительностью (от сотых долей до 1-5 секунд) — достаточно частые явления и могу случаться десятки раз за день.

Причины провалов напряжения

Причины могут быть самые разные: сбои в работе электросети; включение различных мощных устрйств — лифт, сварочный аппарта, станок, мощный электроинструмент и т.д.; неисправности или поломки источников питания / электрооборудования; одновременное включение большого числа электроустройств; повреждение / ремонт силовых линий; природные явления — сильный ветер / дождь, гром и молнии, пожары — все это вызывает падение напряжения в сети, и, как следствие, ухудшает работу электрооборудования и даже может вывести его из строя.

Кратковременное падение напряжения длительность до 1-5 секунд — достаточно серьезная проблема

Особенно для промышленных предприятий и производств с непрерывными / автоматизированными процессами. Данное явление вызывает сбои и может вызвать перезагрузку целого процесс (например конвейера), что веден к прямым и косвенным материальным потерям, а главное — может привести к выходу из строя электрооборудования, что уже влечет за собой крупные финансовые потери. Например, понижение напряжения (или провал до нуля) всего на полсекунды, может вызвать сбой и остановку производственного конвейера, что потребует его перезагрузку и переналадку длительностью до нескольких часов! Даже обычная офисная техника, в среднем, испытывает на себе более 100 раз провалов напряжения в месяц (исследования IBM).

Динамический компенсатор падения напряжения и источник бесперебойного питания

Есть два основных устройства, решающих проблему провалов напряжения:

• Динамический компенсатор падения напряжения (Dynamic Voltage-Dip Compensator);
• Источник бесперебойного питания — ИБП / UPS (Uninterruptible Power Supply);

Принципиальное различие между ними в том, что в случае падения напряжения UPS/ИБП восстанавливает и поддерживает питание в среднем на 5-30 минут (обеспечивает аккумуляторная батарея), а компенсатор восстанавливает провалы напряжения длительностью вплоть до 5 секунд за счет силового конденсатора.

На первый взгляд кажется, что источник ИБП предпочтительнее компенсатора, ведь он держит питание гораздо дольше. Но это не совсем так. Дело в том, что ИБП предназначен в случае когда происходит полное отключение электроэнергии на какой-то длительный период (минуты, часы и т.д.), что бывает редко. Вспмните, как часто у вас происходит отключение электричества? Один раз в месяц, в квартал или в год? А вот кратковременные падения напряжения (от 1 мсек до 1-5 сек.) случаются постоянно — иногда десятки раз в день (см. выше — «Причины провалов напряжения»), и актуальность защиты от этого гораздо выше и чаще применима на практике. Именно для этого и предназначен компенсатор падения напряжения (принцип действия его отражен на графике).

В принципе, ИБП может защитить от кратковременных падений напряжений, но частое переключение аккумуляторной батареи очень плохо влияет на ее срок жизни, при этом батарея быстро выходит из строя и требуется ее замена, — а это до 80% стоимости ИБП. UPS просто не предназначен для такого режима работы, другими словами — ему надо редко и на долго.

К основным недостаткам ИБП (аккумуляторов / батареи) можно отнести:

• время работы батареи очень сильно снижается при частых перезарядках;
• частое включение/выключение батареи выводит ее из строя, снижается срок работы;
• ежегодная потеря мощности аккумуляторой батареи (до 10% в год);
• количество циклов перезаряда — 100-300 (не все батареи могут восстанавливаться после полного разряда);
• необходима вентиляция и принудительно охлаждение батареи (вентиляторы тоже выходят из строя);
• при сильном разряде — требуется время на перезарядку/готовность к работе;
• требуется обслуживание аккумуляторой батареи («тренировка», тестирование, замена);
• аккумуляторы громозкие, а отходы их токсичны;

Компенсатор падения напряжения (или динамический компенсатор искажений напряжения — ДКИН) по времени держит напряжение максимум до 5 секунд, но он может это делать по несколько раз в минуту (!), и это ему нисколько не вредит — это и есть его обычный режим работы.

Количество циклов заряд-разряд — десятки тысяч! При этом срок службы его более 10 лет, он абсолютно не требует обслуживания, не требуется принудительного охлаждения, у него не происходит потери мощности/емкости, время полного заряда/восстановления всего 1 мсек — он всегда «готов» к работе.

Этот промышленный прибор (ДКИН) необходим для устранения всех кратковременных (от 1 мсек до 5 сек) просадок питающего напряжения вплоть до полного «нуля», и позволяет избежать остановку любого технологического процесса, защитить дорогостоящее оборудование и избежать крупных финансовых потерь, связанных с вынужденным простоем производства в результате сбоев в питающей сети.

Сравнение компенсаторов и ИБП

В таблице показаны основные сравнительные характеристики и показатели компенсаторов и ИБП при одинаковой мощности в 1 кВт

	Компенсатор падения напряжения / динамический компенсатор искажений напряжения — ДКИН	Источник бесперебойного питания (ИБП)
Защита от падения напряжения	да	да
Режим / элемент зарядки	силовой конденсатор	аккумуляторная батарея
Время компенсации, максимум	1-5 секунд	до 10 минут
Скорость включения / переключения	1 мс	5-20 мс
Время полной зарядки	менее 1 секунды	0.5-3 часа (в зависимости от разряда батареи)
Охлаждение	не требуется — естественное	принудительное — вентилятор
Срок службы	более 10 лет без потери мощности	батарея 2-3 года, с ежегодной 10% потерей емкости
Техобслуживание	не требуется	требуется из-за наличия батареи и вентиляторов
Вес	5 кг	20-30 кг

Компенсатор падения напряжения Dip-Free (Gumsung, Корея)

Компания ООО МЕТРИНС является прямым поставщиком данного оборудования на территории России (производитель Gumsung / Корея), осуществляет гарантийное и после гарантийное обслуживание и предлагает компенсаторы падения напряжения (the compensators of the voltage drop) серии DVC-хххх-N2 (220 В) различной мощности*:

• Напряжение питания: AC 200-230 В, 50/60 Hz;
• Выходное напряжение (компенсации): AC 220 В (200/210/220/230 В) 50/60 Hz (±3%);
• Время компенсации: номин. — 1 сек. (макс. до 5 сек. Диапазон от 0.1 до 5 сек., с шагом 0.1 сек.);
• Время полного восстановления заряда: 1 мс;
• Защита от перегрузки (кратковременного сверхтока): до 25 А (до 1кВт), до 50 А (более 1кВт);
• Дисплей: двухразрядный красный, с 7 сегментами;
• Счетчик компенсаций: 0-99;
• Рабочая температура: 0-45 С (отн. вл. 30 — 90%);
• Вес, кг: 3-5 кг (модели 350/600/850/1250); 14-18 кг (модели 1800/2000/3500); 25 кг (модель 5000);

Для того чтобы лучше подобрать необходимый вам компенсатор или шкаф-ДКИН на его основе, мы рекомендуем использовать тестовый прибор — Имитатор просадки / провалов напряжения. Данный прибор предназначен для создания падений / просадки напряжения (или даже кратковременных отключений с длительность до 10 сек.), и позволяет не только тестировать нагрузку, но и лучше определиться с выбором компенсаторов падения напряжения (динамических компенсаторов искажения напряжения — ДКИН).

Руководство по эксплуатации

(характеристики, монтаж и подключение, настройки)

Технические характеристики ДКИН’ов
(динамических компенсаторов искажения напряжения)

модель	мощность полная	мощность нагрузки	ток нагрузки	цена руб опт. (без НДС)*
DVC-0350-N2	350 ВА	280 Вт	1.5А	210`000.00
DVC-0600-N2	600 ВА	480 Вт	2.6А	250`000.00
DVC-0850-N2	850 ВА	680 Вт	3.7А	290`000.00
DVC-1250-N2	1250 ВА	1.0 кВт	5.4А	350`000.00
DVC-2000-N2	2000 ВА	1.6 кВт	8.7А	495`000.00
DVC-3500-N2	3500 ВА	2.8 кВт	12.2А	690`000.00
DVC-5000-N2	5000 ВА	4.0 кВт	21.7А	920`000.00

* Цена зависит от запрашиваемого количества. Срок поставки 20-40 дней.

По вопросам поставок или если вам требуется консультация — обращайтесь к нам, и мы с удовольствием ответим на все ваши вопросы: вопросы/запрос поставки

ДКИН-шкафы управления и автоматики / автоматизации защиты — На основе поставляемых в Россию динамических компенсаторов падения напряжения Dip-Free (ДКИН), компания ООО «Метринс» (официальный эксклюзивный поставщик компенсаторов ДКИН Gumsung / Южная Корея на территории России и стран СНГ) наладила собственную сборку и производство шкафов управления и автоматизации для защиты и обеспечения бесперебойной и устойчивой работы технологического оборудования.

Источник

Синхронные компенсаторы в электрических сетях

Синхронным компенсатором называется синхронный двигатель облегчённой конструкции, предназначенный для работы на холостом ходу.

Основные потребители электрической энергии, кроме активной мощности, потребляют от генераторов системы реактивную мощность. К числу потребителей, требующих большие намагничивающие реактивные токи для создания и поддержания магнитного потока, относятся асинхронные двигатели, трансформаторы, индукционные печи и другие. В связи с этим распределительные сети обычно работают с отстающим током.

Реактивная мощность, вырабатываемая генератором, получается с наименьшими затратами. Однако передача реактивной мощности от генераторов связана с дополнительными потерями в трансформаторах и линиях передач. Поэтому для получения реактивной мощности становится экономически выгодным применение синхронных компенсаторов, располагаемых на узловых подстанциях системы или непосредственно у потребителей.

Синхронные двигатели благодаря возбуждению постоянным током они могут работать с cos = 1 и не потребляют при этом реактивной мощности из сети, а при работе, с перевозбуждением отдают реактивную мощность в сеть. В результате улучшается коэффициент мощности сети и уменьшаются падение напряжения и потери в ней, а также повышается коэффициент мощности генераторов, работающих на электростанциях.

Синхронные компенсаторы предназначаются для компенсации коэффициента мощности сети и поддержания нормального уровня напряжения сети в районах сосредоточения потребительских нагрузок.

Синхронным компенсатор — синхронная машина, работающая в двигательном режиме без нагрузки на валу при изменяющемся токе возбуждения.

В перевозбужденном режиме ток опережает напряжение сети, т. е. является по отношению к этому напряжению емкостным, а в недовозбужденных — отстающим, индуктивным. В таком режиме синхронная машина превращается в компенсатор — в генератор реактивного тока.

Нормальным являемся перевозбужденный режим работы синхронного компенсатора, когда он отдает в сеть реактивную мощность.

Синхронные компенсаторы лишены приводных двигателей и с точки зрения режима своей работы в сущности являются синхронными двигателями, работающими на холостом ходу.

В связи с этим компенсаторы, как и служащие для этих же целей батареи конденсаторов, устанавливаемые на потребительских подстанциях, называют также генераторами реактивной мощности . Однако в периоды спада потребительских нагрузок (например, ночью) нередко возникает необходимость работы синхронных компенсаторов также в недовозбужденном режиме, когда они потребляют из сети индуктивный ток и реактивную мощность, так как в этих случаях напряжение сети стремится возрасти и для поддержания его на нормальном уровне необходимо загрузить сеть индуктивными токами, вызывающими в ней дополнительные падения напряжения.

Для этого каждый синхронный компенсатор снабжается автоматическим регулятором возбуждения или напряжения, который регулирует величину его тока возбуждения так, что напряжение на зажимах компенсатора остается постоянным.

Для того чтобы улучшить коэффициент мощности и соответственно уменьшить угол сдвига между током и напряжением от значения φсв до φк нужна реактивная мощность:

где Р — средняя активная мощность, квар; φсв — сдвиг фаз, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности; φк — сдвиг фаз, который должен быть получен после компенсации; а — коэффициент, равный около 0,9, вводимый в расчеты с целью учета возможного повышения коэффициента мощности, без установки компенсирующих устройств.

Помимо компенсации реактивных токов индуктивных промышленных нагрузок, синхронные компенсаторы необходимы на ЛЭП. В длинных ЛЭП при малых нагрузках преобладает емкость линии, и они работают с опережающим током. Для того чтобы компенсировать этот ток, синхронный компенсатор должен работать с отстающим током, т. е. недовозбужденным.

При значительной нагрузке ЛЭП, когда преобладает индуктивность потребителей электроэнергии, ЛЭП работает с отстающим током. В этом случае синхронный компенсатор должен работать с опережающим током, т. е. перевозбужденным.

Изменение нагрузки на ЛЭП вызывает изменение потоков реактивных мощностей по величине и фазе, приводит к значительным колебаниям напряжения в линии. В связи с этим возникает необходимость его регулирования.

Синхронные компенсаторы обычно устанавливают на районных подстанциях.

Для регулирования напряжения в конце или середине транзитных ЛЭП могут быть созданы промежуточные подстанции с синхронными компенсаторами, которые должны регулировать либо поддерживать напряжение неизменным.

Работа таких синхронных компенсаторов автоматизируется, в связи с чем создается возможность плавного автоматического регулирования величины вырабатываемой реактивной мощности и напряжения.

Для осуществления асинхронного пуска все синхронные компенсаторы снабжаются пусковыми обмотками в полюсных наконечниках или их полюсы делаются массивными. При этом используется способ прямого, а в необходимых случаях — способ реакторного пуска.

В некоторых случаях мощные компенсаторы пускаются в ход также с помощью пусковых фазных асинхронных двигателей, укрепляемых с ними на одном валу. Для синхронизации с сетью при этом обычно используется метод самосинхронизации.

Так как синхронные компенсаторы не развивают активной мощности, то вопрос о статической устойчивости работы для них теряет остроту. Поэтому они изготовляются с меньшим воздушным зазором, чем генераторы и двигатели, Уменьшение зазора позволяет облегчить обмотку возбуждения и удешевить машину.

Номинальная полная мощность синхронного компенсатора соответствует его работе с перевозбуждением, т.е. номинальной мощностью синхронного компенсатора считается его реактивная мощность при опережающем токе, которую он может длительно нести в рабочем режиме.

Наибольшие значения тока и мощности в недовозбужденном режиме получаются при работе в реактивном режиме.

В большинстве случаев в недовозбужденном режиме требуются меньшие мощности, чем в перевозбужденном, но в некоторых случаях необходима большая мощность. Этого можно достигнуть увеличением зазора, однако это приводит к удорожанию машины, и поэтому в последнее время ставится вопрос об использовании режима с отрицательным током возбуждения. Поскольку синхронный компенсатор по активной мощности загружен только потерями, то, согласно он может работать устойчиво также с небольшим отрицательным возбуждением.

В ряде случаев в маловодные периоды для работы в режиме компенсаторов используются также генераторы гидроэлектростанций.

В конструктивном отношении компенсаторы принципиально не отличаются от синхронных генераторов. Они имеют такую же магнитную систему, систему возбуждения, охлаждения и др. Все синхронные компенсаторы средней мощности имеют воздушное охлаждение и выполняются с возбудителем и подвозбудителем.

В связи с тем, что синхронные компенсаторы не предназначены для выполнения механической работы и не несут активной нагрузки на валу, они имеют механически облегченную конструкцию. Компенсаторы выполняются как сравнительно тихоходные машины (1000 — 600 об/мин) с горизонтальным валом и явнополюсным ротором.

В качестве синхронного компенсатора может быть использован генератор, работающий вхолостую при соответствующем возбуждении. В перевозбужденном генераторе появляется уравнительный ток, являющийся чисто индуктивным относительно напряжения генератора и чисто емкостным относительно сети.

Следует иметь в виду, что перевозбужденная синхронная машина независимо от того, работает ли она генератором или двигателем, может рассматриваться относительно сети как емкость, а недовозбужденная — как индуктивность.

Для того чтобы перевести генератор, включенный в сеть, в режим синхронного компенсатора, достаточно закрыть доступ пара (или воды) в турбину. В таком режиме перевозбужденный турбогенератор начинает потреблять небольшую активную мощность из сети только для покрытия потерь вращения (механических и электрических) и отдает реактивную мощность в сеть.

В режиме синхронного компенсатора генератор может работать длительное время и зависит лишь от условий работы турбины.

При необходимости турбогенератор может быть использован в качестве синхронного компенсатора как при вращающейся турбине (вместе с турбиной), так и при отсоединенной, т. е. при разобранной муфте сочленения.

Вращение паровой турбины со стороны генератора, перешедшего в двигательный режим, может вызвать перегрев хвостовой части турбины.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник