Использование частотника на станции подъема воды, Увеличение мощности потребления э/энергии Опции

[KGP1]

Уважаемые специалисты, объясните почему при замене насоса с двигателем 250 кВт 6кВ, на насос с двигателем 250 кВТ 0,4 кВ с ЧП от 6кВ, включенный через трансформатор, потребляемая активная мощность возрасла на 50-60 кВт? Может КПД двигателя ниже?

Сообщение отредактировал KGP1 - 29.9.2010, 15:35

[KGP1]

Уважаемые специалисты, объясните почему при замене насоса с двигателем 250 кВт 6кВ, на насос с двигателем 250 кВТ 0,4 кВ с ЧП от 6кВ, включенный через трансформатор, потребляемая активная мощность возрасла на 50-60 кВт? Может КПД двигателя ниже?

Сообщение отредактировал KGP1 - 29.9.2010, 15:35

[Сергей Валерьеви...]

Уважаемые специалисты, объясните почему при замене насоса с двигателем 250 кВт 6кВ, на насос с двигателем 250 кВТ 0,4 кВ с ЧП от 6кВ, включенный через трансформатор, потребляемая активная мощность возрасла на 50-60 кВт? Может КПД двигателя ниже?

первое, что пришло в голову, добавилась мощность транса...

[KGP1]

Если зто так, то она должна рассеятся на трансе ввиде температуры, но этого не видно. И еще хотел добавить, что общая мощность (А+R) увеличилась только на 23 кВт.

Сообщение отредактировал KGP1 - 30.9.2010, 7:10

[BorisZV]

КПД двигателей на 6кВ и на 0,4кВ примерно одинаковые. А вот cos(fi) (иногда называют коэффициентом мощности, но это не совсем одно и то же) у высоковольтного двигателя скорее всего был заметно ниже. Поэтому при замене потребляемая активная мощность и выросла.
Кроме того, в схеме появились потери в трансформаторе, а новый насос по характеристикам отличается от старого.

[KGP1]

"а новый насос по характеристикам отличается от старого."
Благодарю Вас, BorisZV. Именно это и пытаемся выяснить.

[Максимович]

КПД двигателей на 6кВ и на 0,4кВ примерно одинаковые. А вот cos(fi) (иногда называют коэффициентом мощности, но это не совсем одно и то же) у высоковольтного двигателя скорее всего был заметно ниже. Поэтому при замене потребляемая активная мощность и выросла.
Кроме того, в схеме появились потери в трансформаторе, а новый насос по характеристикам отличается от старого.

Так не бывает. Чем выше cos(fi), тем ниже потребление электроэнергии, при одинаковой мощности. От величины КПД и cos(fi) зависит мощность холостого хода электродвигателя. К примеру, у двигателя 500 кВт 6 кВ, изготовленного в конце 90-х, мощность холостого хода меньше чем у двигателя 320 кВт, изготовленного в 1966 году. При одинаковых насосах, подаче и давлении перекачиваемой воды, насос с двигателем 500 кВт потребляет электроэнергии меньше. Некоторые наши технологи этого не в состоянии понять, но это их проблема.
Если двигатель работает от сети через ПЧ, то он практически не потребляет реактивной энергии. Мы заменили насос с двигателем на 320 кВт 6 кВ на насос с двигателем 250 кВт, работающий от ATV61. С целью исключения генерации реактивной энергии в сеть электроснабжающей организации, пришлось отключить конденсаторные батареи. Выдача реактивной в сеть у нас в три раза дороже потребляемой реактивной энергии.

[BorisZV]

Так не бывает. Чем выше cos(fi), тем ниже потребление электроэнергии, при одинаковой мощности.

чем больше cos(fi) - тем больше потребляемая активная энергия и меньше реактивная при неизменной полной. При cos(fi) = 1 вся энергия исключительно активная, при cos(fi)=0 - исключительно реактивная. И именно поэтому у старых двигателей мощность холостого хода выше (больше потери на намагничивание, т.е. реактивная энергия).

При управлении двигателем от ПЧ реактивная энергия, потребляемая из сети, мала. У современных преобразователей коэффициент мощности по отношению к сети не меньше 0,9. Поэтому увеличение cos(fi) двигателя не сказалось бы на повышении потребляемой активной энергии. Зато сказалось бы появление ПЧ Однако уважаемый KGP1 не уточнил, применялся ли у него частотник, или же насос таки подключен напрямую к сети.

При одинаковых насосах, подаче и давлении перекачиваемой воды, насос с двигателем 500 кВт потребляет электроэнергии меньше.

Это так не бывает (в общем случае).
Если насосы (насосные характеристики) одинаковые и характеристика сети не изменилась, то рабочая точка насоса останется на том же самом месте, а энергопотребление изменится только из-за разницы КПД и cos(fi) двигателей. Естественно, что насос с двигателем 500кВт не будет потреблять своей номинальной мощности, но он будет потреблять примерно столько же сколько и насос 320кВт.Если меняется характеристика насоса и/или характеристика сети - то мое утверждение неприменимо.

Сообщение отредактировал BorisZV - 4.10.2010, 9:52

[KGP1]

Хотелось бы еще проинформировать о следующем. Насосы одинаковые 1Д630-90. Двигатели: 0,4 кВ 5АМН315М4 N 250 кВт, кпд=0,957, кос фи =0,87 n = 1486 об/мин;
6кВ ДАВ 250-4 N=250 КВт, кпд 0,925, кос фи 0,88 n= 1500 об/мин.
И еще считаю существенным следующее обстоятельство. К выходному коллектору, на который нагружены насосы, подходит водопровод от потребителей, расположенных выше на 100 м.
Анализ работы насосной станции показывает, что при переходе на насос с ПЧ расход перекачиваемой воды уменьшается, а потребляемая мощность растет. Скорее всего ПЧ снижает макс. обороты насоса и соответственно на его грф. хар-ку, что в условиях избыточного наружного давления снижает кпд насоса.

Сообщение отредактировал KGP1 - 4.10.2010, 12:50

[BorisZV]

хм... в таком раскладе получатся не совсем корректное сравнение систем.
Для сравнения надо брать режим работы насоса с ПЧ, когда его выходная частота 50Гц, т.е. насосы стоят в одной и той же рабочей точке.

Вообще, доп. потребление мощности (из сети 6кВ) гарантированно возрасло из-за потерь в трансформаторе и в самом ПЧ, но при мощности 250кВт максимальные потери - порядка 20кВт... 50-60кВт - это многовато...

И до кучи еще моменты, на которые стоит обратить внимание:
1) понижающий трансформатор подобран правильно? если его мощность "впритык" или наоборот слишком завышена - то в трансформаторе будут большие потери
2) А двигатель в нужную сторону крутится? глупый вопрос но тем не менее, всякое бывает на практике...
3) Где производите измерение мощности? Случайно не на выходе частотника? Если да - то показания приборов могут отличаться от истины...

[KGP1]

Измеряли при частоте 50 гц. При уменьшении частоты на двиг с ПЧ падает и потр. мощность и напор.
Измерение мощность в обоих случаях проводили на входе на питающем фидере 6 кВ. Прикинул кпд: с 76% без ПЧ он упал до 45% с ПЧ.

Сообщение отредактировал KGP1 - 4.10.2010, 14:37

[vejs]

То есть получается ДВА разных насоса (но одинаковых по типу), а не один? И измерения на двух однотипных насосах? Если выходная частота ПЧ 50 Гц, то каким образом расход падает в этом случае, насосы то крутятся с одинаковой частотой. Тогда либо рабочие точки не совпадают, либо ПЧ не 50 Гц выдает, а что-то другое. И еще, какой ПЧ установлен, какой закон регулирования и какое доп. оборудование в данном ПЧ установлено (либо в "базе", либо под заказ)?

[BorisZV]

Проверьте таки фазировку двигателя. Симптомы ну уж очень похожие...

[gansales]

1. потери на трансформаторе 1-3%
2. В зависимости от выбранного частоника и его периферии от 5 до 30% на гармоники.
3. При наличии выходного реактора 1-3% на его нагрев.
4. В зависимости от режима частотника:
U/f линейная - 10-15%
U/f квадратичная - 4-6%
Функция автоматической оптимизации - 0,1-0,5%
Векторный режим с постоянным моментом не рассматриваю - там потери заоблачные.
5. КПД Преобразователя 2-3%.

Выбирайте правильный частотник, его обвязку и грамотное программирование:

 FreqConv.JPG ( 54,94 килобайт ) Кол-во скачиваний: 24

[KGP1]

Тут еще одна "фишка" вылезает. Запросил профиль 30 мин мощности у поставщика, так она существенно отличается от данных с нашего э/счетчика (СЭТ в составе АИИСКУЭ) в меньшую сторону. Вероятнее всего это результат влияния ВЧ помех от ПЧ на наш э/счетчик.

Сообщение отредактировал KGP1 - 5.10.2010, 11:41

[DriverFirst]

Уважаемые специалисты, объясните почему при замене насоса с двигателем 250 кВт 6кВ, на насос с двигателем 250 кВТ 0,4 кВ с ЧП от 6кВ, включенный через трансформатор, потребляемая активная мощность возрасла на 50-60 кВт? Может КПД двигателя ниже?

Если до двигателя трасса длинная, то имеем большие потери на силовом кабеле, снижение напряжения на силовых клемах двигателя и, как следствие, увеличенное скольжение. Кстати, напругу на движке измеряли при 50Гц? Какого сечения был силовой кабель и какого стал (ток ведь вырос в ~15 раз)?

[KGP1]

Если до двигателя трасса длинная, то имеем большие потери на силовом кабеле, снижение напряжения на силовых клемах двигателя и, как следствие, увеличенное скольжение. Кстати, напругу на движке измеряли при 50Гц? Какого сечения был силовой кабель и какого стал (ток ведь вырос в ~15 раз)?

Ув. DriverFirst. Нет, напругу не измеряли? Но сначала решили отработать версию влияния помех на счетчик. Может у кого-то имелись случаи влияния работы ПЧ с большими нагрузками на электронные приборы учета(ПУ)? Или изготовители ПУ(в данном случае мы используем э/счетчик СЭТ), что-то могут посоветовать, поскольку рекомендаций в инструкциях по эксплуатации измерительных приборов ничего не говориться. К стати, случаи влияния помех от ПЧ на расходомеры также имеются, но это другая тема.

Сообщение отредактировал KGP1 - 6.10.2010, 16:23

[BROMBA]

Тут еще одна "фишка" вылезает. Запросил профиль 30 мин мощности у поставщика, так она существенно отличается от данных с нашего э/счетчика (СЭТ в составе АИИСКУЭ) в меньшую сторону. Вероятнее всего это результат влияния ВЧ помех от ПЧ на наш э/счетчик.

Золотые слова...
Счетчик электронный? Буржуинский? С GSM-модемом и IR-портом?
Если да, то однозначно, помехи.
На 400-киловаттнике от Данфсса наблюдали всякий бред, вплоть до генерации.
Вылечилось отключением "банок" по "высокой стороне"; на "низкой стороне" "банок" нет уже давно, всё на частотниках; но, сводил счетчик с ума именно 400-киловаттник.

[KGP1]

Спасибо, BROMBA. Да, счетчик электронный, отечественный, включенный в систему АИИСКУЭ с передачей информации по GSM-модему.

[KGP1]

Отключили банки по высокому - "экономия" бешенная. Мощьность с 300 кВт упала до 30 кВт при той же производительности и напоре насоса.

[KGP1]

Запросил профиль 30 мин мощности по э/с у поставщика за 08.10.2010, сопоставил с показаниями своего э/с. Интересная картина. Кривая реактивной с нашего э/с повторяет кривую активной поставщика с дельтой в +30 кВт. А активная по прежнему 30 кВт вместо 210 кВт(средней).

[KGP1]

И все-таки склоняемся к версии влияния помех, вызванных работой ПЧ. ТТ удалены от э/сч на значительное расстояние. Впрос. Может кто-то посоветует, какие имеются средства для подавления помех в данном случае. Из теории известно, что подавление помех у источника помех - наиболее эффективный способ.

[gansales]

RFI-фильтры по ВЧ.
Фильтры гармоник по НЧ.

[KGP1]

RFI-фильтры по ВЧ.
Фильтры гармоник по НЧ.

А где можно посмотреть расчет, подбор и схему включения. Используемый частотный привод уже снабжен сетевым фильтром, но ...

[gansales]

Обычно производители сами предлагают опции к своим частотникам, которые более-менее с ними "дружат".

Сетевой фильтр, он же входной реактор(дроссель), он же фильтр гармоник служит для уменьшения гармонических искажений генерируемых преобразователями вследствие заряда конденсаторов в цепи постоянного напряжения. Побочный эффект от него - уменьшение значения (амплитудного) зарядного тока текущего через входной мост. Бывает трёх типов - пассивный, устанавливаемый по входу (три фазы), пассивный в звене постоянного напряжения и активный по входу (эти в основном на мощных можно встретить). Существуют ещё т.н. Advanced Harmonic Filters, они нормированно уменьшают гармоники ДО опрелённого уровня (например 5% или 10%)- рассчитаны на определённую мощность.
ВСЕ ОНИ Не защищают от высокочастоных импульсов, проходящих из ПЧ в сеть.

Для отсева высокочастотных импульсов применяется RFI-фильтры, они же фильтры радиопомех. Эти как правило идут встраиваемыми непосредственно в сам частотник и определяются при заказе. Обычно производители предлагают RFI-фильтры уже рассчитанные под определённый класс помехозащиты (A1, A2, B... и т.п.), чем они отличаются - лучше посмотреть справочники. Внешние RFI-фильтры встречаются не так часто, я например, встречал только для преобразователей небольших мощностей (ниже 22 кВт), хотя возможно, что для мощных тоже можно найти.

[KGP1]

Ув. gansales! Благодарю Вас.