Реактивная мощность и гармоники тока и напряжения.

[nippy]

Доброго времени суток, уважаемые форумчане и держатель форума!
Держателю отдельный респект и уважуха за видео. Очень помог по жизни с некоторыми вопросами!
Однако есть один вопрос в котором я до сих пор не силён и не понимаю как разобраться.
Может покажется кому-то дичью, но точно лучше чем изучать влияние реактивки на пинги ))
Итак...суть
Есть предприятие занимающееся керамикой (замес и формовка глины- электродвигатели, освещение рабочих мест-светодиоды, вентиляция, компьютеры и орг техника, планшетные принтеры для картинок на изделия, и самое главное обжиг - печи сопротивления с тиристорными преобразователями (по 3 тиристора на каждой).
Предприятие питается от продольной линии электроснабжения ЖД 10кВ через кабель и свою ТП ТМ250 (сгорел, заменён на ТМГ250).
Выяснено, что по одной из фаз подгорели контакты везде (в ВРУ, в ТП на рубильнике, трансформатор ушёл в короткое по высокой именно на этой фазе). При этом ток в нагрузке не превышал 400А по данным амперметра. Рубильники ВР32 630А. И там и там заменены по факту.
В результате опроса выяснили, что техника при включении печей иногда серьёзно сбоит. (компьютерная в основном).  Было принято решение сделать пробный замер параметров электроэнергии прибором MI2492.
Из рассуждений с коллегами из сетей были варианты того, что трансформатор перегружался гармониками, т.к. загрузка близка к номинальной, то всё несовершенство энергии идёт ему не на пользу.
В итоге измерений родился файл с данными, который легко открывается программой METREL POWERVIEW.

Из файла видно что нечётные гармоники есть, но мне недостаёт опыта чтобы оценить их критичность. Нужно мне ние специалиста.

Также не могу оценить стоит ли компенсировать реактивку, какова её реальная доля. Прибор РПМ-416 показал что реактивка равна активной нагрузке. В общем стоит ли компенсировать реактивку если на балансе потребителя только ТП, в которой учёт ЭЭ ведётся только активной и стоит на НН?

Всё что необходимо для открытия данных РПМ-416 и MI2492 доступно по ссылке. Там же и файлы с замерами.
https://disk.yandex.ru/d/Zhl6lLGHvykH9A

Заранее благодарю за любую помощь в вопросе, т.к.для меня это будет незаменимым опытом.

[Sharfik]

Может покажется кому-то дичью, но точно лучше чем изучать влияние реактивки на пинги ))

Это точно. Я до сих пор хочу увидеть тесты и ответы детальные на вопросы, а то только "у меня не работает" и было слышно.

.....
Также не могу оценить стоит ли компенсировать реактивку, какова её реальная доля. Прибор РПМ-416 показал что реактивка равна активной нагрузке. В общем стоит ли компенсировать реактивку если на балансе потребителя только ТП, в которой учёт ЭЭ ведётся только активной и стоит на НН?

1. Насколько знаю питание по одной с РЖД линии плохая история. Мне говорили что они одну фазу закапывают в землю, и на фабрике соседней возникают проблемы с качеством сети. Я досканально не помню всей сути.
2. Смотри, чисто УКРМ тут не отделаться. Когда процент нагрузок трансформатора значительно состоит из полупроводниковых преобразователей, то нужно лечить гармоники. Для лечения гармоник нужно ставить "Активные фильтры гармоник".
https://legrand.ru/upload/iblock/8c6/DC297_Energy-efficiency_catalogue.pdf
Страница 15 в буклете, 17ая в файле. Там показано при каком соотношении кВА трансформатор/нагрузка рекомендуется использовать устройства повышения качества. Фильтр гармоник сам анализирует сеть за счет устанавливаемых на шинах дополнительных трансформаторов тока. Нужно еще шиносборку под него переделывать. 250кВА небольшая мощность, не сильно разорительно думаю будет под него фильтр заказать. На моих проектных фабриках тоже была такая проблема, ЧП сбоили.

По замерам это к Алексу.

[nippy]

1. Насколько знаю питание по одной с РЖД линии плохая история. Мне говорили что они одну фазу закапывают в землю, и на фабрике соседней возникают проблемы с качеством сети. Я досканально не помню всей сути.

Это в случае питания от ЖД с тягой переменным током. Там на контактном проводе 25кВ, а продольки 27,5кВ по системе ДПР (два провода-рельс). В моем случае московская ЖД 3,3(4)кВ постоянки тяга, а продольки 6 и 10кВ по стандартной системе с изолированной нейтралью.

2. Смотри, чисто УКРМ тут не отделаться. Когда процент нагрузок трансформатора значительно состоит из полупроводниковых преобразователей, то нужно лечить гармоники. Для лечения гармоник нужно ставить "Активные фильтры гармоник".
https://legrand.ru/upload/iblock/8c6/DC297_Energy-efficiency_catalogue.pdf
Страница 15 в буклете, 17ая в файле. Там показано при каком соотношении кВА трансформатор/нагрузка рекомендуется использовать устройства повышения качества. Фильтр гармоник сам анализирует сеть за счет устанавливаемых на шинах дополнительных трансформаторов тока. Нужно еще шиносборку под него переделывать. 250кВА небольшая мощность, не сильно разорительно думаю будет под него фильтр заказать. На моих проектных фабриках тоже была такая проблема, ЧП сбоили.
По замерам это к Алексу.

По активным фильтрам уже читал, но для понимания целесообразности установки активного фильтра нужно понимать картину в сети. Штука не дешевая. Одна контора уже выдала кп на УКРМ с фильтром 3ей гармоники на 18%. Надо понимать праавы ли они, и не приведет ли компенсация к увеличению потребления активки из сети. Может вообще целесообразно местную делать, т.к. всего 8 печей по 40-50кВт.

[nippy]

Сам посмотрел внимательно файл и получается что гармоники тока 3,5,7,11,13,17,19,23, 25,29 имеют амплитуду более 5 Ампер. Т.е. 5 и 7 примерно 25Ампер и плавно снижаются до 29ой, гда уроветь 5 Ампер.
Максимальное потребление реактивной индуктивной мощности при "неполной" загрузке 180кВт достигало 80квар полная мощность получается 260кВА, а по факту 160 полезной. А его грузили по амперметру грубо говоря до его 250кВт. При этом реактивка и гармоники еще выше. Получается трансформатор постоянно перегружался и сгорел по итогу. Защиты на ТП доработали. Там было подключено 2 кабеля на разные автоматы и объединены на ВРУ. Не удивительно что защитм не работала. Можно было через эти 2х400А выжать и 500кВА.
Причем это сделал их местный электрик т.к. два автомата 250А при паралельном включении не держали нагрузку. Где таких берут, хотелось бы узнать и подарить его папе презик.

[Алексaндр]

Я так понимаю у вас Тр- Y Y, и с хорошим таким перекосом, и косинус Фи учитываете? , какое напряжение на трансформаторе с нагрузкой?,

[nippy]

Я так понимаю у вас Тр- Y Y, и с хорошим таким перекосом, и косинус Фи учитываете? , какое напряжение на трансформаторе с нагрузкой?,

Трансформатор действительно Y/Yo.
Перекос незначитеэльный по фазам, практически симметричные нагрузки, кроме видимо преобразователей печей, которые ввиду гармоник становятся не такими уж и симметричными.
Без нагрузки напряжение по фазам примерно 245В линейные 415-422.
Под частичной нагрузкой (180кВт) по фазам 233 225 234 линейные 400-404.
Данные по напряжению взяты с регистратора в ВРУ, которое присоединено к ТП КЛ 2АВББШВ 4х150 протяженность 35м.
Если местный персонал грузил его под 400А по токоизмерительным клещам, учитывающим только активку, то какая же тогда могла быть полная мощность.

Косинус не учитываем. Счета за реактивку никто не выставляет. Недавно поменяли трансформатор т.к. старый ушел в короткое по высокой стороне. Или может по низкой, но патрон вылетел мнгновенно. Причиной выхода его из строя считаю отсутствие защит, ограничивающих мощность потребителя. Пошел перегруз реактивкой и гармониками, которые обычные приборы не учитывают.
(Я так думаю. Прошу помощи разобраться)
Это важно лишь по одной причине. Железнодорожные сетевики не позволяют присоединить новую мощность. Трансформатор можно было бы с ними согласовать и поменять, но высоковольтные предохранители они требуют иметь 16Ампер. При этих условиях увеличенип мощности тр-ра не имеет смысла. Предприятию приходится выживать на существующих мощностях. В этом случае у нас только один выход есть. Сделать качественную компенсацию и максимально эфыективно и безопасно использовать существующий трансформатор.

P.S.-У местного персонала только дешевые клещи токоизмерительные были. Я на другом объекте такими замерял один раз нагрузку на новом нагревающемся у меня на глазах блочнике 63А. Они мне 38 показывали. Потом взал клещи умные с Варметром и оказалось почти 80. Там нагрузки были холодильные витрины и пр. старые с пересохшими  конденсаторами.

После этих разборок с гармониками и реактивной мощностью, а также, пониманием того, что все приборы потребляют сейчас постоянку, теории про постоянный ток уже начинают казаться правильными.

[Алексaндр]

Во первых из-за повышенного напряжения, ваша потребляемая мощность увеличилась на 25%, анцапфой выставите нужное. Дале косинус фи на реактивной тоже увеличивает ток потребления.
К примеру наша печь 380в (1000 квт), внутри имеет ТЭНы на 220в и управляется тиристорами, то есть они не отключаются в месте (одновременно), а на каждой фазе свой тиристор, отключение происходит хаотично не впопад. Трансформатор у нас треугольник -звезда, по этому перекоса не наблюдается. На УУ полагаю перекос было бы заметно.
Так по мелочи могут набираться перегрузы по токам, даже не учитывая гармоники.

[nippy]

Во первых из-за повышенного напряжения, ваша потребляемая мощность увеличилась на 25%, анцапфой выставите нужное. Дале косинус фи на реактивной тоже увеличивает ток потребления.

Согласен. Отключение по этому поводу уже запланировано на ближайшие выходные.

По печам. Они работают по трем фазам. У некоторых нейтраль взята тоьько на автоматику исключительно. Это наверняка вносит свою дестабилизацию.

Изучая тех отчет лаборатории (если можно так назвать отдельные протоколы сомнительного содержания выяснилось что контур заземления тп в 4 ома не укладывается. Это тоже отправлено с последующую доработку, пока грунт не встал.

Вчера амперметр показал 170, а автомат 400 в тп был ощутимо теплый. Видимо на его индуктивности и переходном сопротивлени  контакта и шунта реактивка находит свой выход.