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

Устройства защиты от провалов напряжения

Рассмотрим различные системы, защищающие промышленное производство от провалов напряжения (маховик, статический источник бесперебойного питания (ИБП), динамический компенсатор искажений напряжения, статический компенсатор (СТАТКОМ), параллельно соединенный СД, повышающий преобразователь, активный фильтр и бестрансформаторный последовательный усилитель).

Провалы напряжения являются одним из наиболее дорогостоящих явлений в промышленности. Самый легкий способ защитить чувствительные процессы от всех провалов — это установка ИБП . Однако из-за большой стоимости их закупки и обслуживания ИБП устанавливают только на основных структурных объектах, в местах, где повреждения, вызванные проблемами с электропитанием, могут причинить значительные повреждения, например в больницах, при производстве компьютеров, в финансовых учреждениях.

При решении вопроса об установке защитного оборудования должен быть проведен технико-экономический расчет, показывающий обоснованность установки ИБП для того или иного производственного процесса.

Проблема защиты электродвигателей с различными скоростями в промышленном производстве от провалов напряжения на данный момент решена. Из-за широкого разнообразия торговых марок таких систем найти оптимальное технико-экономическое решение этой проблемы не очень просто.

Типы корректирующего оборудования

Маховик вместе с двигатель-генератором (Д-Г) может защитить критические процессы нарушения производства от всех падений напряжения в энергосистеме С. Когда происходят падения напряжения, то снижение напряжения у нагрузки замедляется маховиком. Различные схемы соединения маховика с двигатель-генератором похожи на ту, которая изображена на 1.

Рис. 1. Схема использования маховика для компенсации провалов напряжения

Основные компоненты независимого статического ИБП представлены на рис. 2, батареи (конденсаторы) которого запасают энергию только на защиту от провалов напряжения на короткое время. Если произошел провал напряжения, нагрузка питается от батареи через преобразователь напряжения постоянного — переменного тока.

Рис. 2. Схема использования ИБП для компенсации провалов напряжения

Динамический компенсатор искажений напряжения в течение провала напряжения остается подсоединенным к электрической сети 1 через трансформатор 2 и определяет отсутствующую часть напряжения (рис. 3). Он добавляет эту отсутствующую часть напряжения через первичную 4 и вторичную 3 обмотки автотрансформатора, соединенного последовательно с нагрузкой 7. В зависимости от назначения энергия для питания нагрузки 7 через преобразователь напряжения 5 в течение провала напряжения может забираться из сети или от дополнительного источника энергии (в основном от конденсаторов в).

Рассмотрим две модификации различных производителей. Первая (далее ДКИН-1) не содержит источников энергии и постоянно подключена. Этот вариант экономически целесообразен для повышения напряжения до 50 %. Существует модификация устройства ДКИН со способностью к подъему напряжения на 30 %. Считается, что начиная с этой модификации устройства ДКИН (30 %) целесообразно их применение в производстве.

Рис. 3. Схема использования ДКИН для компенсации провалов напряжения

Вторая модификация (ДКИН-2) содержит источник энергии, рассчитанный на большую нагрузку. Двухмегаваттное устройство способно поднять напряжение нагрузки мощностью 4 МВт на 50 % или мощностью 8 МВт на 23 %. В отличие от большинства других устройств, мощность источника энергии способна выдержать длительные провалы.

Статический компенсатор (СТАТКОМ) — это устройство компенсации провалов напряжения, подсоединенное параллельно нагрузке (рис. 4). Устройство СТАТКОМ может снижать провалы напряжения путем изменения реактивной нагрузки в узле подключения.

Способность снижать провалы может быть расширена путем добавления дополнительного источника энергии, такого как сверхпроводящий магнитный источник энергии. Хотя компенсаторы СТАТКОМ (рис. 4) способны поглощать и возвращать реактивную мощность Q статком их применение обычно ограничивается статической компенсацией по причинам экономического характера.

Система СТАТКОМ в режиме снижения напряжения переходит в режим постоянного источника тока. Напряжение на выводах конденсатора может поддерживаться постоянным.

Рис. 4. Статический компенсатор

Параллельно подсоединенный синхронный двигатель (СД) несколько напоминает СТАТКОМ, но не содержит силовой электроники (рис. 5). Способность синхронного двигателя обеспечить большую реактивную нагрузку позволяет такой системе восполнять провалы напряжения глубиной до 60 % на протяжении 6 с. Вместе с этим маленький маховик защищает нагрузку против полного отключения электроэнергии на время 100 мс.

Рис. 5. Параллельно подсоединенный СД и маховик: 1 — энергосистема; 2 — трансформатор; 3 — выключатель

Повышающий конвертор — это преобразователь постоянного тока, повышающий напряжение шин постоянного напряжения (например, двигателя переменной частоты) до номинального уровня (рис. 6).

Наибольший провал напряжения, который может быть компенсирован, зависит от номинального тока повышающего конвертора. Повышающий конвертор начинает работать, как только провал напряжения будет зафиксирован на шинах постоянного тока прибора. Наряду со способностью обеспечить компенсацию симметричного провала напряжения вплоть до 50 % повышающий конвертор имеет возможность компенсировать глубокие несимметричные провалы, такие как полный выход из строя одной из фаз. Для защиты против полного отключения электроэнергии повышающий конвертор может быть дополнен батареями.

Активный фильтр ( рис. 7) — это преобразователь, который работает как выпрямитель при использовании IGBT-тиристоров вместо диодов.

Активный фильтр может постоянно поддерживать напряжение в течение всего провала напряжения. Номинальный ток активного фильтра определяет максимальное значение корректировки провала напряжения.

В случае возникновения провала напряжения бестрансформаторная схема компенсации провала напряжения (рис. 8) открывается и нагрузка питается через инвертор. Энергия на шинах постоянного напряжения инвертора поддерживается двумя заряженными последовательно соединенными конденсаторами.

Рис. 8. Бестрансформаторная последовательная компенсация провала напряжения

Для остаточного напряжения равного 50 % может быть обеспечен номинальный уровень напряжения. В данном устройстве необязательные источники питания (конденсаторы) могут смягчить полное отключение электроэнергии на ограниченный период времени. Устройство обеспечивает возможность восстановления напряжения и при несимметричных провалах напряжения.

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