Proszę o pomoc w interpretacji wyników w związku z pomiarami, które przeprowadziłem.
Dwa silniki elektryczne 15kW (80% obciążenia) podłączone do falowników Hitach L300. Pobór mocy wskazywany przez miernik (analizator sieci Lumel ND31Lite) 23kW, zaś pobór mocy biernej -22kW. Czy jest to możliwe? Czy coś jest z miernikiem.
Pozdrawiam Jacek
Tak, to możliwe, z jednym zastrzeżeniem. Urządzenie które posiadasz nie jest stricte falownikiem tylko przekształtnikiem częstotliwości. Porządne duże falowniki prostują napięcie zasilania, dbając o niski współczynnik mocy, a następnie z napięcia stałego tworzą 3 fazy. Twoje urządzenie natomiast przełącza klucze tak, by wytworzyć na wyjściu przebieg umożliwiający pracę silnika. Nie masz problemu z mocą bierną pojemnościową, tylko z mocą przekształcenia - przebieg prądu pobieranego z sieci nie jest sinusoidalny tylko bardzo mocno poszarpany. Nie skompensujesz tego prostymi kompensatorami na elementach biernych, tylko specjalnymi kompensatorami energoelektrycznymi opartymi o półprzewodniki. Natomiast nie zajmuję się sprzedażą i doborem takich urządzeń, więc nie jestem w stanie zaproponować odpowiedniego rozwiązania.
Możesz też rozważyć wymianę falowników na odpowiednie modele, ale takowe kosztują wielokrotnie więcej niż urządzenia które posiadasz. Są duże, ciężkie, za to trzymają współczynnik mocy bardzo blisko 1.
Oczywiście podpisuje się pod postem kolegi w3501yyyy z tą małą różnicą, że bez problemu można skompensować moc bierną pojemnościową za pomocą dławików (to gorsza, ale dużo tańsza metoda) - po prostu to co widzi analizator, widzi też licznik energii, tylko z trochę większą dokładnością. Jeżeli te parametry utrzymują się w sposób ciągły to wystarczy zastosować 3-fazowy dławik do lokalnej kompensacji.
Jeżeli jednak zmienia się obciążenie silników, zmienia się również oddawanie mocy biernej do sieci, wówczas sugerowałbym analizę parametrów zasilania jakimś rejestratorem (przez kilka dni) oraz dobór dynamicznego kompensatora mocy biernej. To prosta procedura dla firm, które się tym zajmują.
Nie będąc na miejscu, nie mając szczegółowych pomiarów, zasugerowałbym jeszcze sprawdzenie filtrów przeciw zakłóceniowych w falownikach… jeżeli padną, mogą też robić podobny efekt, ale to już … dobry rejestrator i pomiary z fachową interpretacją wyników .
elmontjs:
Nie jestem pewien czy się rozumiemy, ale według mnie tam nie ma dużej mocy pojemnościowej, jedynie analizator pokazuje wynik z minusem co można tak zinterpretować. Problem raczej wynika z dużej mocy odkształcenia:
A mówiąc wprost - przebieg prądu na zasilaniu falownika to kompletna sieczka wynikająca z przełączania się kluczy z częstotliwością kilkudziesięciu-kilkuset herców. Jeżeli faktycznie tak jest, to dławiki nie pomogą, natomiast mogą mocno zaszkodzić stabilności pracy falownika. Założyłbym przekładniki prądu a najlepiej cewki Rogowskiego i sprawdził co tam się dzieje.
[quote=“w3501yyyy, post:4, topic:15291, full:true, full:true”]
A mówiąc wprost - przebieg prądu na zasilaniu falownika to kompletna sieczka wynikająca z przełączania się kluczy z częstotliwością kilkudziesięciu-kilkuset herców.
[/quote] Powiem Ci tak: Falowniki Hitachi to nie jakiś przysłowiowy “psi ogon”.
Zjawisko o którym piszesz jest całkiem możliwe i potwierdzałoby jedynie tezę: [quote=“w3501yyyy, post:4, topic:15291, full:true, full:true”]
zasugerowałbym jeszcze sprawdzenie filtrów przeciw zakłóceniowych w falownikach… jeżeli padną, mogą też robić podobny efekt
[/quote] …a pięknie to widać na widmie harmonicznych. Każdy nieliniowy odbiornik to źródło harmonicznych.
Dławik (jako kompensator a nie filtr) to skompensuje na potrzeby zlikwidowania opłat za moc bierną, ale problem pozostaje w instalacji przed układem kompensacji (patrząc od strony odbiornika).
Dziękuję za zainteresowanie się tematem. Wspomniany miernik mierzy także zawartość zniekształceń harmonicznych (zrzut załączam). Falowniki a może przekształtniki, mają około 10lat i całkiem możliwe, że nie mają żadnej korekcji PF od strony wejścia (w instrukcji nie ma o tym żadnej wzmianki) a filtry wejściowe wydają się być sprawne.
Wymiana na coś innego nie wchodzi, przynajmniej na razie, w rachubę - chyba, że koszt układów kompensacji mocy biernej (np:. kompensator mocy biernej SVG 3-fazowy 20kvar 400V IP20 ONESTO Energy KE-SVG4-20/0.4B - około 8000zł) zbliży się do kosztu falownika/ów, które będą “dbać” o PF.
Wartości THD prądu dlatego układu to, wydaje mi się, totalna porażka natomiast THD napięcia uważam za dopuszczalne. Proszę o opinie na ten temat.
Pozdrawiam Jacek
Przy takim THD prądu to ja bym się zaczął martwić o kondensatory w falowniku. Może już są zdegradowane i dlatego tak odkształca się przebieg prądu.
Najlepiej właśnie sprawdzić przebieg prądu na zasilaniu. Nie będzie to sinusoida ale też nie powinna być sieczka w kHz ani jakieś szpilki w szczycie.
Rozumiem, że chodzi o przebieg prądu na zasilaniu odbiornika/silnika.
10 lat to nie jest długi czas działania jak na urządzenie przemysłowe ale w tych czasach…
Pozdrawiam Jacek
THD U na poziomie 3% to nie jest mało, ale też nie tragedia jak, na zakład przemysłowy z przekształtnikami, chyba, że pracują tam tylko te dwa. Dalsze rozważania bez dokładnej analizy parametrów zasilania nie maja wielkiego sensu. Warto byłoby zobaczyć widmo harmonicznych - one też mogą zasugerować źródło ich powstawania.
[quote=“paclaw, post:6, topic:15291, full:true, full:true”]
Wymiana na coś innego nie wchodzi, przynajmniej na razie, w rachubę - chyba, że koszt układów kompensacji mocy biernej (np:. kompensator mocy biernej SVG 3-fazowy 20kvar 400V IP20 ONESTO Energy KE-SVG4-20/0.4B - około 8000zł)
[/quote] Obawiam się, że kompensator 20kVar nie poradzi sobie z Waszym problemem. Z pewnością powinniście zaprząc do pracy rejestrator na kilka dni, potestować różne stany pracy w zakładzie i dopiero dobrać wielkość kompensatora. Montując taki kompensator nie skupiałbym się tylko na tych dwóch silnikach … lepiej wyczyścić z mocy biernej cały zakład.
Wydatek na układ kompensacji, jak widzę, będzie raczej konieczny - jak tego nie zamontujecie, to będziecie wydawać o wiele większe pieniądze rozciągnięte w czasie za Qp.
Temat dotyczy tylko jednego obiektu z dwoma falownikami zasilającymi silniki z pompami. W roku 2024 wartość energii biernej pojemnościowej wyniosła 8000 kVArh (przy 110000 kWh), co dało konkretny wymiar finansowy. Po przeczytaniu powyższych postów rozważam opcję zmiany falowników na takie z korekcją PF (trochę przeglądałem strony i nic konkretnego nie zauważyłem, pewnie trzeba wczytywać się w instrukcje obsługi). Może coś sprawdzonego mi doradzicie. Ewentualnie zakup kompensatora SVG ale jeżeli falowniki są “zużyte” to koszt będzie podwójny.
Pozdrawiam Jacek
[quote=“paclaw, post:10, topic:15291, full:true, full:true”]
Ewentualnie zakup kompensatora SVG ale jeżeli falowniki są “zużyte” to koszt będzie podwójny.
Pozdrawiam Jacek
[/quote]
To też jest dobry kierunek. Nawet jakbyś miał wydać więcej, to nie kupujesz sprzętu do ratowania starych falowników (nie chodzi o zużycie ale po prostu starą technologię), tylko masz nowe piękne falowniki i brak potrzeby dokupowania czegokolwiek. Ale jak pisałem - falowniki silnikowe z podwójną konwersją to całkiem inna liga, cenowa, wagowa i wielkościowa. W tanich przekształtnikach szyna DC prawie nie istnieje, i kondensatory na niej są małe. W porządnych falownikach krytyczne jest utrzymanie stabilnego napięcia na szynie DC i tam kondensatory bywają ogromne. Mostek wykonawczy nie jest prostym obwodem na tyrystorach, tylko dwa osobne trójfazowe mostki H na tranzystorach IGBT, i dużo więcej układów sterowniczych i oczujnikowania do nich. Ale z plusów jest też to że silnik można zasilić z jednej fazy, a na wyjściu mieć ładne 3x230V (nie mylić z 3x400) do zasilenia silnika połączonego w trójkąt.
Ale też grzeją się niewspółmiernie bardziej.
Do w3501yyyy.
Może Pan podać jakieś namiary na firmę/y produkujące falowniki, o których Pan pisze.
Dzwoniłem do kilku firm zajmujących się handlem i montażem falowników i nikt nie bardzo mógł mi pomóc. Z drugiej strony, po przedstawieniu mojego problemu, otrzymywałem informację, że przy pracy falownika pobór mocy biernej powinien być dość mały. Muszę zrobić pomiary na innych, podobnych, obiektach jak się sprawa przedstawia.
Pozdrawiam Jacek
[quote=“paclaw, post:10, topic:15291, full:true, full:true”]
rozważam opcję zmiany falowników na takie z korekcją PF
[/quote] Sporo analiz wykoanałem i takiego, który trzymałby cos=1 … ja nie widziałem, więc jeżeli są, to żaden z moich klientów takiego nie ma. Każdy falownik mniej lub bardziej stanowi dla sieci obciążenie o charakterze pojemnościowym (ja innego nie widziałem).
Nawet nowiutkie inwestycje z napedami silnikowymi kończą się montażem SVG na ścianie.
Pytanie, czy tak jest ekonomiczniej, czy falowników z idealną kompensacją po prostu nie ma. Żeby falownik miał idealną kompensację mocy biernej (która jest płynna w zależności od wysterowania), musiałby mieć na wejściu wbudowaną kompensację dynamiczną.
Tu przykład do powyższego posta. Nowiutka hydrofornia, 3 silniki, każdy 4kW i … kompensator dynamiczny na ścianie.
[quote=“elmontjs, post:14, topic:15291, full:true, full:true”]
Tu przykład do powyższego posta. Nowiutka hydrofornia, 3 silniki, każdy 4kW i … kompensator dynamiczny na ścianie.
[/quote]
Oo, mam te pompy w pracy. Wymieniane co 3-4 miesiące bo puszczają uszczelnienia tego srebrnego cylindra.
Natomiast jeżeli chodzi o problem autora - myślę że można zacząć od jakiegoś porządnego zewnętrznego filtra przeciwzakłóceniowego. Wątpię że coś to da, ale dużo nie kosztuje.
[quote=“w3501yyyy, post:15, topic:15291, full:true, full:true”]
myślę że można zacząć od jakiegoś porządnego zewnętrznego filtra przeciwzakłóceniowego
[/quote] Tyle, że filtr może jedynie ograniczyć wielkość harmonicznych a tu jest chyba problem w opłatach za moc bierną - żaden filtr temu nie zaradzi.
Jeżeli w układzie autora są harmoniczne a są, to dynamiczny kompensator (odpowiednio dobrany) ma też zdolność ich filtrowania, niestety zużywa na to swoją moc znamionową. Pytanie, czy ich likwidacja jest priorytetem.
Wydaje mi się, że jak wszędzie, chodzi o zniwelowanie opłat za Qp.
[quote=“elmontjs, post:16, topic:15291, full:true, full:true”]
Wydaje mi się, że jak wszędzie, chodzi o zniwelowanie opłat za Qp.
[/quote]
Zastanawia mnie - czy ZE może naliczać opłaty za moc bierną odkształcenia?
Za mało danych dotyczących problemu by szukać rozwiązań. Analizator pokazał jakieś cyferki ale nadal nie ma pewności skąd wynika problem.
[quote=“w3501yyyy, post:17, topic:15291, full:true, full:true”]
astanawia mnie - czy ZE może naliczać opłaty za moc bierną odkształcenia?
[/quote]Za moc bierną… jak najbardziej. Odkszałcenia (mówię o harmonicznych) jeszcze nie, ale staje się to coraz wiekszym problemem w sieciach i kto wie, jak to się kiedyś skończy.
Nadal mam wątpliwości jakim cudem falownik silnikowy pobiera tak ogromną moc bierną. Może ten analizator ma zamienione przekładniki prądowe? Współczesne falowniki trzymają cosfi bardzo blisko 1, a moc bierna pobierana przez silnik płynie tylko między jego kondensatorem, przez tranzystory i na silnik.
Bardzo blisko 1 znaczy raczej 0.98.
[quote=“w3501yyyy, post:19, topic:15291, full:true, full:true”]
Nadal mam wątpliwości jakim cudem falownik silnikowy pobiera tak ogromną moc bierną.
[/quote] …gdzieś wcześniej sam napisałeś … stara technologia.
[quote=“w3501yyyy, post:19, topic:15291, full:true, full:true”]
Współczesne falowniki trzymają cosfi bardzo blisko 1, a moc bierna pobierana przez silnik płynie tylko między jego kondensatorem, przez tranzystory i na silnik.
Bardzo blisko 1 znaczy raczej 0.98.
[/quote] tak różowo nie jest. To co dzieje się między falownikiem a silnikiem w zasadzie jest nieistotne, ale to co “widzi” licznik - juz tak. I nawet jeżeli znajdziesz falownik, który “bedzie w pojemności” na pozimie cos=0,98, to już generuje wymierne koszty; niby niewielki kąt fi, ale gdy silnik pracuje w trybie ciągłym, to jest to już zauważalny problem. Pozostaje kalkulacja ekonomiczna zasadności kompensacji tej niepożądanej mocy biernej.