X

Moc Bierna, kompensacja w sieciach energetycznych.

Litwin 27 Jun 2003 10:43
  • #1 27 Jun 2003 10:43
    Litwin
    Level 15  
    Helpful post? (0)
    Ja w latach 70-80 nie byłem wgłębiony w ten temat . Znam zagadnienie ale pod względem teoretycznyn jestem zero. Czy można na ten temat porozmawiać na forum. Jeśli tak to proszę o wiecej wiadomości. Tylko praktyczne a nie teoretyczne. ( Czyli jak prjektowć zaslienie silnika o mocy 160kW cos fi 0,78 długość przewodów 130mb przewód 120mm. kwadrat. Jakie kondesatory o jakiej wartości należy podłączyć by kompęsacja była najkożystniejsza ).
  • #2 27 Jun 2003 22:09
    jekab
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    Nikt sie nie bawi w podłączanie kondensatorów do silnika ten cosinus może mieć wartość około 0.15 do 0.78 i zależy od oddawanej w danej chwili mocy mechanicznej na wale.Cała kompensacja mocy biernej w praktyce odbywa się w rozdzielniach.Jest to tak powszechne i częste rozwiązanie że dziwię się że pytasz
  • #3 27 Jun 2003 22:26
    Litwin
    Level 15  
    Topic author Helpful post? (0)
    Cytuję kolegę" " jakeb "Cała kompensacja mocy biernej w praktyce odbywa się w rozdzielniach. Jest to tak powszechne i częste rozwiązanie że dziwię się że pytasz." A teraz Ja, dlaczego ta moc ma mi grzać przewody i rozdzielnie SN . Przewody szybko zaśniedzieją , silnik się przegrzewa no i rachunek z ZE jest nieco większy.
  • #4 28 Jun 2003 14:25
    POL02
    Moderator AGD
    Helpful post? (+1)
    Witam.
    Kolego Kniaź kompensacja mocy biernej w silnikach indukcyjnych jest moim zdaniem neikonieczna ponieważ:
    1.Jeżeli silnik dużej mocy jest nieobciążony to faktycznie kompensacja mocy biernej była by wskazana ale kto dobiera moc silnika większą od zapotrzebowania.Przyzwoitym jest aby moc silnika była większ 1,2 mocy potrzebnej do napędu maszyny.
    2.Jeżeli silnik pracuje przy obciążeniu znamionowym to pobiera moc czynną i cos fi jest bliski 0,8-9.Kompensacja chyba jest niekonieczna.
    3.Przy zmiennym obciążeniu takiego silnika o mocy znamionowej 160 Kw (moc wykorzystywana w zakresi np. od 0,5 - 1,0 Kompensacja musiała by być automatyczna.
    A tak w ogóle to kompensację mocy biernej wykonuje się w rozdzielniach ta jak pisze to kolega jekab.
    A z tym przegrzewaniem się silnika to nie masz racji dlatego,że silniki dużej mocy ogólnego stosowania przystosowane do pracy ciągłej S1 na biegu jałowym czy przy malym obciążeniu nie grzeją się.
    Grzanie się silników na biegu jalowym dotyczy tylko silników malej mocy z kondensatorem pracy.
  • #5 28 Jun 2003 17:07
    ElGregor
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    Cos fi to nie jest parametr określający ilość pobieranej mocy biernej, tylko stosunek mocy czynnej do mocy pozornej. Dlatego kiedy zmienia się obciążenie silnika, to zmienia się moc czynna i oczywiście cos fi też.
    W rzeczywistości moc bierna pobierana przez silnik mało zależy od obciążenia, zależna jest głównie od konstrukcji silnika (indukcyjność uzwojeń, przekrój żłobka, grubość szczeliny powietrznej itp.) i teoretycznie można ją skompensować przy silniku, pytanie tylko po co? Przy pełnym obciążeniu silnika o mocy 160kW prąd bierny nie przekracza 10% całkowitego prądu i według mnie nie ma o co "walczyć".
    Zastosowanie kompensacji przy silniku odciąży tylko w niewielkim stopniu kable, dla silnika różnica żadna bo prąd bierny indukcyjny będzie nadal pobierał,tyle że z kondensatorów zamiast z sieci.
  • #6 29 Jun 2003 21:49
    jekab
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    Kolega ElGregor oczywiście nie ma racji -"bezwzględna"moc bierna pobierana przez maszynę zależy od obciążenia.W uproszczeniu wygląda to tak -są tam dwie indukcyjności jedna wytwarza strumień rozproszony który zależy od konstrukcji maszyny i fakt ta ma stałą wartość(prawie).Druga indukcyjność daje nam strumień użyteczny który zanika w miarę obciążenia.Dalej to proste ta indukcyjność zmniejsza się.Prąd bierny przechodzi w czynny a nie jak czytałem dodaje się.
  • #7 29 Jun 2003 23:00
    ElGregor
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    :arrow: jekab
    Prąd czynny jest sumą wektorową prądów strat i prądu wynikającego z obciążenia maszyny. Prąd bierny nie "przechodzi" w czynny i odwrotnie, tylko tylko obie składowe sumują się, co można zobaczyć na wykresach wskazowych.
    Poza tym nie rozumiem stwierdzenia
    jekab wrote:
    indukcyjność daje strumień użyteczny który zanika w miarę obciążenia
    Po pierwsze - indukcyjność nie daje żadnych strumieni, tylko wytwarza je przepływ prądu, po drugie - to dzięki czemu powstaje moment elektromagnetyczny jeśli strumień zanika?
    Strumień rozproszenia jest mały w maszynach asynchronicznych, z uwagi na małą szczelinę powietrzną w porównaniu np. z maszynami synchronicznymi. Strumień główny nie zmienia się zbytnio w zależności od obciążenia, a jeśli chcesz się bawić w aptekę to załączam wykres wskazowy maszyny asynchronicznej pracującej pod obciążeniem z uwzględnieniem wszystkich podstawowych czynników mających wpływ na właściwości ruchowe, przy poślizgach z zakresu od 0 do 1, czyli szerzej niż w pełnym zakresie obciążeń. Jeśli potrafisz na tym wykresie stwierdzić który to prąd sumaryczny bierny, a który czynny i od czego zależą to masz odpowiedź.
  • #8 30 Jun 2003 10:43
    jekab
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    Pisałem w uproszczeniu a ty się czepiasz.Indukcyjność to zdolność cewki do wytworzenia strumienia skojarzonego przy danym prądzie.No i masz ten swój prąd.Wytłumaczę inaczej przy pomocy transformatora jest to prawie to samo.W tym upraszczaniu to przestrzeliłem i żle zostałem zrozumiany."indukcyjność daje strumień użyteczny który zanika w miarę obciążenia" gdyż uzwojenie wtórne wytwarza strumień skierowany przeciwnie cewka pierwotna stara się podtrzymać strumień i zwiększa prąd ITD.Wniski to zmniejsza się zdolność cewki pierwotnej do wytwarzania strumienia=mniejsza indukcyjność=mniejsza moc bierna.Nie dotyczy to cewki(tej samej a na schemacie zastępczym innej)której strumień jest rozproszony.Co do prądu to przechodzi z biernego w czynny kiedy charakter obciążenia zmienia się np z indukcyjnego w rezystancyjny.Zmienia się kąt między prądem a napięciem.Prąd jest tylko jeden a nie dwa wektorki przesunięte o 90 stopni-płynie suma tych wektorów.
  • #9 30 Jun 2003 11:33
    ElGregor
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    Nie czepiam się szczegółów, ale chciałbym zauważyć że zamiast wymienić argumenty od razu piszesz "ElGregor oczywiście nie ma racji".
    Twój przykład z transformatorem pokazuje że "wiesz że dzwonią ale nie wiesz w którym kościele", więc Ci wyjaśnię.
    Nieobciążony idealny transformator pobiera z sieci prąd magnesujący potrzebny do wytworzenia strumienia. Strumień ten zależy od wartości napięcia zasilającego i od częstotliwości, mamy tu doczynienia z tzw. napięciowym wymuszeniem strumienia.
    Prąd który wytwarza ten strumień jest przesunięty względem napięcia o 90 stopni, czyli cos fi = 0. Jeśli obciążysz uzwojenie wtórne obciążeniem rezystancyjnym, zaczyna w nim płynąć prąd, pojawia się strumień który oddziałuje na oba uzwojenia. Ponieważ wartość strumienia głównego nie może ulec zmianie, uzwojenie pierwotne musi wytworzyć taki sam strumień, ale o przeciwnym zwrocie, który "skompensuje" wpływ strumienia pochodzącego od prądu uzwojenia wtórnego. Dlatego w uzwojeniu pierwotnym zaczyna płynąć prąd.
    Jak można się domyślić cos fi takiego prądu jest taki sam jak w uzwojeniu wtórnym, czyli w naszym przykładzie 1.
    Ponieważ prąd w uzwojeniu pierwotnym jest sumą wektorową prądu magnesującego i pochodzącego od obciążenia, a są one przesunięte względem siebie o 90 stopni, to wypadkowy kąt pomiędzy prądem i napięciem zależy od procentowego udziału obu prądów w prądzie wypadkowym.
    Jak widzisz i w tym przypadku pobierana moc bierna jest stała i nie zależy od obciążenia, a cos fi zmienia się tylko dlatego, że zmienia się ilość mocy czynnej pobieranej przez trafo z sieci.
    Indukcyjność to parametr charakterystyczny dla danego obwodu magnetycznego i nie zależy od wartości strumieni (zakładam że rdzeń pracuje na liniowym odcinku charakterystyki) więc nie może się zmieniać w zależności od obciążenia.
    Prąd owszem jest tylko jeden, ale można go rozpatrywać jako sumę składowych prądów i nie ma w tym nic niewłaściwego.
    Jeśli chcesz narysuję Ci wykres wektorowy obrazujący te zjawiska. Tak na marginesie, to zajmuję się między innymi projektowaniem transformatorów, więc zjawiska w nich zachodzące nie są mi obce.
  • #10 30 Jun 2003 12:25
    jekab
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    Wiem dokładnie gdzie dzwonią cały problem polega na tym że indukcyjność widziana od strony pierwotnej się zmienia.W transformatorze i silniku asynchronicznym występuje oddziaływanie uwojenia wtórnego lub wirnika.Ten charakterystyczny parametr ulega zmianie chyba słyszałej że jeżeli koło cewki leży przewodnik do jej indukcyjność będzie zmniejsza.Weż sobie dwa watomierze jeden mocy czynnej drugi biernej i zobaczysz że pod obciążeniu transformatora rezystancją wskazania miernika mocy biernej będą mniejsze.
  • #11 30 Jun 2003 12:56
    ElGregor
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    jekab wrote:
    chyba słyszałej że jeżeli koło cewki leży przewodnik do jej indukcyjność będzie zmniejsza
    Raczej nie przypuszczam żeby indukcyjność cewki miała się zmienić po położeniu obok niej przewodnika.
    Przypuszczam że chodzi ci o ddziaływanie indukcyjności wzajemnej dwóch obwodów magnetycznych.
    jekab wrote:
    Weż sobie dwa watomierze jeden mocy czynnej drugi biernej
    Nie wiem jak watomierzem chcesz zmierzyć moc bierną, skoro watomierz służy do pomiaru mocy czynnej?
    jekab wrote:
    i zobaczysz że pod obciążeniu transformatora rezystancją wskazania miernika mocy biernej będą mniejsze.
    Owszem moc bierna może spaść o kilka procent z powodu spadków napięcia na rezystancji uzwojenia pierwotnego, a tym samym minimalnym spadku wartości strumienia głównego w rdzeniu, ale nie dyskutujemy tu o aptekarskich pomiarach tylko o istocie działania tego urządzenia (twierdzisz że strumień zanika wraz z obciążeniem).

    Rozpatrywanie transformatora jako zmiennej indukcyjności podłączonej do źródła napięcia zmiennego jest tak dużym uproszczeniem i tak dokładnie opisuje działanie tego urządzenie jak stwierdzenie że np. w samochodzie koła kręcą się dzięki zatankowaniu paliwa.
  • #12 30 Jun 2003 13:41
    jekab
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    Raczej nie przypuszczam żeby indukcyjność cewki miała się zmienić po położeniu obok niej przewodnika. To se wkręć w cewkę kawałek aluminum i zmierz.Brak mi słów.Jak nic nie słyszałeś i nie potrafisz pojąć .To weż se jeszcze miernik indukcyjności podłącz do transformatora patrz a potem zewrzyj uzwojenie drugie i patrz może coś dojrzysz.
  • #13 30 Jun 2003 14:46
    ElGregor
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    jekab wrote:
    To se wkręć w cewkę kawałek aluminum i zmierz.
    Zdaje się, że duskutujemy o transformatorze, a w taki raczej trudno wkręcić kawałek aluminium.
    jekab wrote:
    To weż se jeszcze miernik indukcyjności podłącz do transformatora patrz a potem zewrzyj uzwojenie drugie i patrz może coś dojrzysz.
    To co zobaczysz to nie jest wynik spadku indukcyjności uzwojeń, tylko spadku napięcia po stronie pierwotnej, który nie ma miejsca przy zasilaniu z sieci. Nazywa się to pracą transformatora w stanie zwarcia, a napięcie zwarcia typowych transformatorów wynosi 4-15% napięcia nominalnego.
    Poza tym indukcyjność cewki to zdolność do gromadzenia enrgii (w rdzeniu). Jeśli na tym samym rdzeniu jest zwarty zwój to pomiar będzie silnie zależał od ilości "utraconej" enrgii w obwodzie, a ta zeleży od prądu pomiarowego. Spróbuj sobie zmierzyć indukcyjność uzwojenia uszkodzonego trafopowielacza ze zwartymi zwojami, powodzenia.
    Twój przykład to obraz tego jak obserwując wyniki prostych pomiarów można wysnuć mylne wnioski co do istoty bardziej złożonych zależności. Próbujesz sprowadzić transformator do postaci jednej prostej indukcyjności.
  • #14 30 Jun 2003 14:52
    Motonit
    Level 14  
    Helpful post? (0)
    Tutaj zaraz dojdzie do rękoczynów.......
    Pozdrawiam
  • #15 30 Jun 2003 15:35
    jekab
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    To weż sobie miernik indukcyjności podłącz do pierwotnego a na wtónym podłączaj oporniki Bedzie się to nazywało praca transformatora pod różnym obciążeniem.Mierz indukcyjność im mniejszy opornik tym niższa indukcyjność tak to wyjdzie.Ten transformatorek to najlepiej na rdzeniu ferytowym bo jeżeli miernik idukcyjności mierzy na ciut większej częstotliwości to wyniki będą zafałszowane na stali.I jeszcze raz przypominam coraz mniejsza indukcyjność widziana od strony zasilania tym mniejsza moc bierna pobierana.
  • #16 01 Jul 2003 10:20
    ElGregor
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    Zaczynasz się powtarzać, już Ci wytłumaczyłem z czego wynika zaobserwowany spadek indukcyjności więc nie pisz dwa razy tego samego.
    A jeżeli proponujesz mi wykonywanie doświadczeń to ja też zaproponuje Ci jedno:
    Weź swój miernik indukcyjności, podłącz go do trafa, równolegle podłącz woltomierz prądu zmiennego i obciążaj stronę wtórną rezystorami. Zobacz co dzieje się z napięciem po stronie pierwotnej - spada prawie do zera! Czy według Ciebie po obciążeniu transformatora przyłączonego do sieci, napięcie na uzwojeniu pierwotnym spadnie prawie do zera?
    Nie spadnie, bo sieć (w przeciwieństwie do miernika indukcyjności) dostarczy potrzebnego prądu, który w dołączonych rezystorach zamieni się w ciepło i to jest powód dlaczego nie zanika strumień główny w rdzeniu transformatora.
    To o czym cały czas piszesz, a nie potrafisz tego nazwać to zastępcza impedancja zespolona, która maleje wraz z obciążaniem strony wtórnej, a którą opisuje się przy pomocy dwóch składników - rzeczywistego i urojonego (liczby zespolone).
    Na impedancję zastępczą składa się w transformatorze bardzo wiele czynników, ale głównymi dwoma składnikami są - impedancja uzwojenia pierwotnego i impedancja obciążenia strony wtórnej "przeniesiona" na stronę pierwotną (przeliczona z użyciem przekładni).
    Narysuj wykres wektorowy pracy transformatora przy trzech różnych obciążeniach i pokaż na nim o co Ci chodzi, a być może rozwiąże to nasz spór.
  • #17 01 Jul 2003 17:22
    jekab
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    Różnica jest faktycznie mała przy silniku pobierającym 30A sięga tylko 3.5A.Sam zrobiłem pomiary, sorki za przykre słowa i pozdrawiam
  • #18 02 Jul 2003 00:30
    ElGregor
    Level 22  
    Helpful post? (0)
    Nic się nie stało, w końcu forum jest po to żeby wymieniać doświadczenia, a "burza mózgów" jeszcze nikomu nie zaszkodziła :wink: Pozdrawiam również.
    Proponuję się teraz skupić na temacie głównym, bo autor nadal nie dostał pełnej odpowiedzi, czyli jaka powinna być wartość kondensatorów do skompensowania tego silnika, a wyliczyć można to w taki sposób:

    moc znamionowa 160kW, cos fi 0.78 (niski cos fi przy pełnym obciążeniu wskazuje na to że jest to silnik "wolnoobrotowy")
    moc pozorna = 160kW/cos fi = 205kVA
    moc bierna = 205kVA*sin fi = 128kVar (tyle mocy trzeba skompensować)
    Należy zastosować 13 sztuk baterii 10kVar, cena około 6 tys. zł
  • #19 04 Jul 2003 19:16
    Litwin
    Level 15  
    Topic author Helpful post? (0)
    Dzieki za wytłumaczenie całego zagadnienia.
  • #20 07 Nov 2003 11:11
    Raaf
    Level 21  
    Helpful post? (0)
    Temat jest dość modny, gdyż kompensacja ma za zadanie:
    1.Poprawę parametrów sieci zasilającej (grzanie się przewodów) mniejszy prąd, wyższe napięcie
    2.Zmniejszenie opłat za energię Q indukcyjną(nawet do zera)
    3.Utrzymanie dla elektryka (bo to trzeba trochę pilnować) :o - choć pracą może sterować regulator
    Moc najproście wyliczyć jako 1/3 P, (tu 53 kVar),lub Q=P(tg(fii)-tg(fis)),
    tg(fii) widać na Fakturze Vat z RE przy nieskompensowanym zakładzie :)
    tg(fis)-szukany, zwykle RE zezwala na 0,4 .
    Przekompensowanie też kosztuje!
    Mowa tu o zasilaniu z sieci n.n.
  • #21 07 Nov 2003 11:15
    Sebastain
    Level 20  
    Helpful post? (0)
    www.taurus-technic.com.pl Tam produkują odpowiednie urządzenia.
  • #22 08 Nov 2003 10:00
    Raaf
    Level 21  
    Helpful post? (0)
    Firma Elma Capacitors z Olsztyna produkuje gotowe zestawy baterii kondensatorów ( też tam kupowałem) http://www.elma.olsztyn.pl/ . Kondensatory suche włoskiej firmy Ducati, mają też regulatory elektroniczne (z RS232) , podobnie firma twelve- http://www.twelvee.com.pl/
    Lepiej(taniej) jest jednak zrobić to samemu z gotowych podzespołów, niż kupować got. baterię.
  • #23 26 Nov 2003 19:46
    mkos1
    Level 29  
    Helpful post? (0)
    Witam !
    Ja osobiście polecałbym Pofrabat - ze względu na "przyzwoite" ceny .
    Z regulatorów polecałbym RMB-10 (ew. RMB-10M lub S) z f-my Elektromontex - bardzo ładnie i szybko działa i nie miałem z nimi jeszcze żadnych problemów.
    Miałem kiedyś regulatory Twelve ale ... zdarzało się i nawet, że dwa razy dziennie "zawieszały się" !

    Pozostaje kwestia jeszcze właściwego dobrania kondensatorów na poszczególne stopnie.
    ElGregor zaproponował 13 stopni jednakowych po 10 kVar'ów - raczej stosowało się takie łączenie "trochę czasu temu" dla prostych regulatorów o szeregu mocy poszczególnych stopni 1:1:1:1....:1. Zaletą tego była łatwość łączenia baterii, unifikacja elementów, zaś wadą - duża ilość stopni do właściwego skompensowania mocy przy założeniu małej strefy nieczułości co się wiąże z gorszą niezawodnością.
    Znacznie lepiej byłoby to skompensować w szeregach: 1:2:3:3:3:3, 1:2:4:6:6:6 lub 1:2:4:4:4:4 czyli przykładowo:
    dla pierwszego szeregu: 10+20+30+30+30+30=150 kVar - 6 stopni
    dla drugiego szeregu: 5+10+20+30+30+30 =125 kVar - 6 stopni
    dla trzeciego szeregu: 10+20+40+40+40 = 150 kVar - 5 stopni
    Oczywiście nie wykluczam innych szeregów mocy.
    Kiedyś miałem założony regulator DCRE-5 f-my Lovato. Miał on 5 stopni regulacji ale ciekawostką było w nim osobne ustalanie poszczególnych stopni baterii kondensatorów względem I stopnia, więc szereg mocy poszczególnych stopni mogłem sobie praktycznie dowolnie ustalić. Jest to o tyle lepsze rozwiązanie niż w regulatorach RMB, gdyż tamte miały "zaszyte" w programie gotowe szeregi mocy i tylko było kwestią dobrać właściwy. Jednakże DCRE był dla moich zastosowań za wolny więc ... wiadomo.
    Ciekawostką regulatorów RMB jest analiza zniekształceń prądu i napięcia do 15 harmonicznej (!!).

    W razie dodatkowych pytań służę pomocą ! :)

    Pozdrawiam !
  • #24 26 Nov 2003 22:47
    bonanza
    Spec od Falowników
    Helpful post? (0)
    U nas stosujemu regulatory Nokia kupione we wspomnianej firmie Taurus - od 8 lat bez awarii, łatwa obsługa, można stosować kondensatory 1/1/1/1, 1/2/2/2, 1/2/4/4, praca cykliczna lub stos.
  • #25 02 Jan 2004 23:04
    czka
    Level 11  
    Helpful post? (0)
    Panowie zainteresowany chce rozwiązań praktycznych anie teori więc odpowiadam
    155 KVAr 6 stopni pierwsza bateria 5 KVAr następne o krotnościach 2,4,6,8,10 regulacja automatyczna
    Za pobór mocy biernej płacimy kary
    Przy taki poborze układ pomiarowy półposredni a co za tym idzie 3 pomiary:mocy czynnej,biernej,pojemnościowej i mocy szczytowej tj 15-to minutowej.
    Za przekompesowanie też płacimy kary.
    Do 40KW nie jest to tak istotne pomiar bezpośredni ale powyżej nie opłaca się bez kompesacji
    zainteresowanym wysyłam na strone www.twelvee.com.pl po program do obliczeń mocy biernej i doborze kondesatorów
  • #26 03 Jan 2004 11:25
    POL02
    Moderator AGD
    Helpful post? (0)
    Temat koledze Kniaz został wyjaśniony w związku z tym temat zamykam.
    POLO2
  Search 4 million + Products
Browse Products