Система VMtec PFC-TURBO (Германия) — защита от кратковременного падения напряжения

Проблема
Понятие «падение напряжения» — это кратковременное снижение среднеквадратической величины подачи напряжения, которое длится от сотых долей секунды до нескольких секунд.

Падение напряжения можно охарактеризовать продолжительностью и остаточным напряжением, то есть процентным содержанием от номинальной подачи напряжения (RMS), оставшейся после случившегося падения.

Большое количество падений вызваны сбоями в сети, при этом быстрота падения зависит от относительного положения генератора, времени наступления короткого замыкания и точки измерения. Согласно IEEE:1159 Падения Напряжения от 0.5 до 30 Герц при нормальной величине от 0.1-0.9 pu (напряжения первичного преобразователя).

Падение напряжения становятся актуальной проблемой для производства с непрерывными процессами, благодаря увеличивающейся автоматизации систем. Автоматизированным объектам намного труднее сделать перезагрузку, а используемые микропроцессорные регуляторы, в некоторых случаях, являются более чувствительными к падению напряжения, чем к другим электрическим нагрузкам.

В результате всего вышеописанного, большое количество сбоев в напряжении ведет к поломкам и материальным потерям.

Чудовищные потери могут быть обычным результатом сбоя, длящегося менее секунды. В частности для непрерывного производства таких, как обработка пластика или производство бумаги, последствия падения могут быть такими же серьезными, как и полное отключение электричества, и приведет к такого же масштаба затратам, потерям сырья и продукции.

Негативные последствия падения напряжения для производства пластика

Экструзия пластика — это продолжительный непрерывный процесс производства полуфабрикатов: трубы, профили, кабельные оболочки, кинопленки, пласты, пластины и др.

Оборудование для обработки пластика обычно связано с использованием большого количества контроллеров, которые обычно включают в себя драйверы переменного тока (АС) или постоянного тока (DC), программируемые логические контроллеры (PLC), так же как и множество других управляющих реле, электромагнитных распределителей и так далее.

Для того чтобы сохранить работоспособность силовой электроники в драйвере, защита пониженного напряжения устанавливается на очень чувствительном уровне. Она блокирует весь процесс каждый раз при обнаружении падения напряжения на 15%-20% или более на одной или нескольких фазах.

Сразу после падения напряжения, что повлечет за собой полное прекращение процесса, работники начнут перезапускать поточные линии в определенной последовательности. В зависимости от количества поточных линий, весь процесс может быть возобновлен только после 2-4-х часов. Это означает, что средний простой производства продлится от двух до четырех часов. Снижения в использовании сырьевых материалов не произойдет во время простоя, так как само оборудование (экструдер) будет перезапущен сразу же после падения напряжения. Если экструдер не будет перезапущен немедленно, и расплавленные материалы будут оставаться в экструдере, то они сгорят при повторном нагревании, и в результате, частицы сожженных материалов будут постепенно выводиться из экструдера, и на период нескольких дней качество производимого товара упадет.

Таким образом, стоимость такого рода горения будет намного выше, чем при обычном избавлении от лишнего полипропилена после обработки. К тому же, в нормальном порядке, работники регулярно чистят оборудование, поэтому не будет необходимости в дополнительных затратах на рабочую силу. Еще один немаловажный фактор касательно финансовых потерь, является ли производство на фабрике беспрерывным. При беспрерывном производстве, потеря производства во время простоя не может быть покрыта сверхурочной работой, поэтому потеря производства означает прямую потерю в прибыли, таким образом, потеря равна ценности продукции, не произведенной во время простоя.

Стоимость, связанная с поточными линиями в результате простоя, может составлять около 10 тысяч долларов и до 60 тысяч долларов за один случай простоя. Образующуюся стоимость может включать:

• Время простоя оборудования
• Бракованную продукцию
• Восстановительные работы и перезапуск оборудования

Если фабрика сталкивается с большим количеством падений напряжения за короткий период, установленное время работы батареи может значительно снизиться. Техническое обслуживание и замена могут также стать неприятным последствием.

Решения по снижению падений напряжения

Применение ИБП

Данное решение предлагает постоянную полезную выходную мощность, вырабатываемую из аккумуляторной батареи. Батарея постоянно заряжается от источника электроэнергии и обеспечивает защиту от падения напряжения.

Установка источников бесперебойного питания (ИБП) минимизирует обработку прерываний. Основа данного подхода лежит в самой батареи. Недостатки использования свинцово-кислотных батарей заключаются в том, что они:

• необходима вентиляция для паров водорода, вырабатываемого при работе аккумуляторов
• отходы аккумуляторов являются токсичными
• время работы батареи ограничено и снижается при частых перезарядках

Также необходимо сказать, что источники бесперебойного питания (ИБП) вырабатывают большое количество гармоники с кривой тока в систему и конечным пользователям рекомендуется устанавливать дополнительные фильтры подавления гармоник для того, чтобы минимизировать уровень гармоник. Например, ИБП высокой мощности требует дополнительных устройств для того, чтобы удовлетворять нужды и требования оборудования. И не будем забывать о том факте, что независимо от всех этих заключений, цена остается очень высокой для крупных объектов!

Применение VMtec PFC-Turbo — инновационное решение для стабилизации напряжения

Немецкая компания VMtec — давний лидер в производстве инновационных продуктов в сфере электроэнергетики, создала систему PFC-Turbo, которая была специально разработана для того, чтобы соответствовать требованиям не только широкого круга производителей, но также требованиям промышленности по обработке пластика или производства бумаги. PFC-Turbo обеспечивает поддержание трехфазовой непрерывности электропитания решений качества 0.2 pu, ΔU 80% со стандартной продолжительностью, установленной на 3 секунды. Клиенты могут также указать больший период продолжительности с целью соответствия их индивидуальным требованиям производства. Данная способность поддержания непрерывности электропитания легко разрешает почти все сбои в электропитании в развитых странах.

Дополнительные свойства PFC-Turbo включают в себя:

• Восстановление напряжение до 1.0 pu от номинального значения (±15%).
• Благодаря независимой фазе компенсации, PFC Turbo может отдельно и основательно корректировать каждую фазу.
• PFC-Turbo поставляется с интегрированным программным обеспечением по контролю системы с функциями уведомления о сбое и устройством дистанционного доступа.

Заключение

VMtec PFC Turbo не вырабатывает и не выбрасывает никаких гармоник с кривой тока в системы, благодаря своей технологии электронного переключения при переходе тока через нуль. Кроме того, VMtec PFC-Turbo не вызывает никаких проблем, связанных с гармониками (не требуется дополнительных затрат на фильтры). В сравнении, источники бесперебойного питания (ИБП) вырабатывают очень большое количество гармоник с кривой тока в системы, и конечным пользователям рекомендуется устанавливать дополнительные фильтры гармоник, чтобы минимизировать уровень гармоник. Поэтому, ИБП высокой мощности требуют установки дополнительных устройств, чтобы соответствовать требованиям объекта.

• Напряжение сети: 208В – 690В
• Долговременные потери: VMtec PFC-Turbo составляют примерно 0.5% при полной загрузке.

PFC-TURBO стандартная механическая конфигурация