Просмотр сообщений
1
Прочее электрооборудование / Re: Компенсация реактивной мощности в гараже)
« : 19 Январь 2021, 13:00:46 »
Всем добрый день!
Изыскания продолжаются, хотелось бы поделиться результатами, услышать комментарии/мнения специалистов. Сам я по профессии ни разу не энергетик и не электрик, хотя конечно не так далёк от этой темы, как, например, врач, юрист или художник
Итак, что было сделано:
1. Заказаны новые трансформаторы (из которых состоит Устройстве Равномерного Распределения, далее УРР, что такое этот УРР можно почитать в начале темы), в этот раз правильной габаритной мощности, с запасом по сечению и т.п. Греться уже не должны, а грелись, но это отдельная история.
2. За смешные деньги ($40) удалось купить НОВЫЙ измеритель параметров сети Schneider PowerLogic PM5320, к нему в нагрузку дали два трансформатора тока Schneider 50/5 c классом точности 0.5. Ещё один трансформатор докупил б/у, правда другого производителя (IME, Италия), тоже 50/5.
3. PM5320 имеет Ethernet-порт и работает в т.ч. по Modbus TCP. На сайте производителя был найден список регистров modbus, протестировано их чтение.
4. Куплен простенький компактный WiFi-роутер, на который установлена прошивка OpenWRT и настроен режим моста. В гараже, где находится ввод в дом, Ethernet разумеется нет и тянуть туда его весьма проблематично. Wi-Fi-роутер создаёт мост между домашней сетью WiFi и Ethernet-портом PM5320. В итоге всё выглядит так, как если бы к нему (PM5320) был протянут Ethernet-кабель.
5. Для сбора статистики на домашнем сервере был поднят образ виртуальной машины, содержащий сборку opensource платформы Home Assistant. Платформа предназначена для управления умным домом, умеет много чего разного. В частности, она умеет "из коробки" работать с Modbus TCP. Запустил, настроил, ниже будет виден результат.
6. "Надругался" над вводным щитком, чтобы подключить PM5320 и трансформаторы тока. Решение временное!!!, выглядит не очень. Главным образом проблема в габаритах трансформаторов тока, в щиток они никак не поместятся. В этой связи заказал на али сборку трёх трансформаторов тока в одном корпусе (вот такое устройство), габариты должны быть поменьше, приедет - буду смотреть как его разместить всё красиво...
Это всё были подготовительные работы, далее момент истины - запуск...
Home Assistant очень крутая штука. Кроме всего прочего, для визуализации данных там можно использовать библиотеку Grafana, которая, в свою очередь, имеет очень полезную функцию - возможность поделиться snapshot (дословно - снимок) текущей визуализации. В результате формируется ссылка, воспользоваться которой может любой желающий. При этом он получает доступ к некой части мои данных. Примечательно то, что это не просто картинка, а интерактивные графики. Одним словом, очень удобно!
УРР обсуждаемый в данной теме подключен следующим образом:
- первичная трансформатора "380/190" подключена к фазам A и C
- первичная трансформатора "220/110" подключена к фазе B и нулю
Итак, ниже можно увидеть следующие snapshots:
1. Фоновое потребление моего домохозяйства Snapshot #1.
2. Потребление домохозяйства при подключённом УРР, работающем на холостом ходу, без нагрузки. Snapshot #2
3. Потребление домохозяйства аналогичное п.2, но к УРР подключается нагрузка, сначала 10А, потом 20А. Snapshot #3
При условии, что я всё правильно подключил, настроил и прочитал (в смысле регистров), в контексте главного вопроса данной темы (а это, напомню, вопрос о возможности компенсации реактивной мощности возникающей при работе УРР с тем чтобы снизить абсолютные значения токов по фазам) можно сделать следующие выводы и задать вопросы:
1. УРР имеет достаточно высокий (скажем так, выше ожидаемого лично мной) КПД. Если сравнить Snapshot #1 и Snapshot #3, то можно увидеть, что "фоновое" потребление активной мощности составляет порядка 620-630 Вт. Когда ток в нагрузке УРР составляет 10А и 20А, то общая активная мощность потребляемая домохозяйством составляет, соответственно, 2.9 кВт и 5.1 кВт. При этом нагрузка УРР (считаем её полностью активной, хотя на самом деле реактива там есть немного) потребляет, соответственно, 215*10 = 2.15 кВт и 215*20 = 4.3 кВт. Цифры конечно не очень точные, но видно что потери "в железе" имеют порядок 150-200 Вт.
2. Реактивная мощность наблюдается:) Интересно что суммарно она очень незначительная. При этом отдельно по фазам мощность значительная. Похоже имеет место переток мощностей между фазами. Отсюда напрашивается вывод/вопрос - если компенсировать реактивную мощность, то можно добиться снижения абсолютных значений токов 3-фазной сети питающей домохозяйство. Устройство состоит из двух трансформаторов, фактически у нас получается два "плеча", в которых надо что-то компенсировать. Если я правильно понял, то к первичной обмотке одного трансформатора нужно подключить косинусный конденсатор, а к первичной обмотке другого - косинусный дроссель. Очевидно что номиналы должны быть подобраны под заданную нагрузку УРР и после подключения компенсационных реактивных сопротивлений мощность нагрузки УРР не должна меняться. В противном случае будет происходить пере-компенсация/недо-компенсация.
Если вести расчёт для тока нагрузки УРР в 20А, то на графиках Snapshot #3 можно видеть, что реактивная мощность по фазе B (трансформатор №2 включён между B и N) имеет емкостной характер и составляет -2 kVAr. Реактивные мощности по фазам A и C (трансформатор №1 включён между A и C) имеют индуктивный характер и в сумме равны 2.2 kVAr. Таким образом, если подобрать компенсирующие конденсатор и дроссель номиналами 2 kVAr, то токи по фазам можно существенно снизить.
По этой ссылке можно открыть альбом с фото.
Буду благодарен всем за комментарии, мнения и советы по данной теме!
Изыскания продолжаются, хотелось бы поделиться результатами, услышать комментарии/мнения специалистов. Сам я по профессии ни разу не энергетик и не электрик, хотя конечно не так далёк от этой темы, как, например, врач, юрист или художник
Итак, что было сделано:
1. Заказаны новые трансформаторы (из которых состоит Устройстве Равномерного Распределения, далее УРР, что такое этот УРР можно почитать в начале темы), в этот раз правильной габаритной мощности, с запасом по сечению и т.п. Греться уже не должны, а грелись, но это отдельная история.
2. За смешные деньги ($40) удалось купить НОВЫЙ измеритель параметров сети Schneider PowerLogic PM5320, к нему в нагрузку дали два трансформатора тока Schneider 50/5 c классом точности 0.5. Ещё один трансформатор докупил б/у, правда другого производителя (IME, Италия), тоже 50/5.
3. PM5320 имеет Ethernet-порт и работает в т.ч. по Modbus TCP. На сайте производителя был найден список регистров modbus, протестировано их чтение.
4. Куплен простенький компактный WiFi-роутер, на который установлена прошивка OpenWRT и настроен режим моста. В гараже, где находится ввод в дом, Ethernet разумеется нет и тянуть туда его весьма проблематично. Wi-Fi-роутер создаёт мост между домашней сетью WiFi и Ethernet-портом PM5320. В итоге всё выглядит так, как если бы к нему (PM5320) был протянут Ethernet-кабель.
5. Для сбора статистики на домашнем сервере был поднят образ виртуальной машины, содержащий сборку opensource платформы Home Assistant. Платформа предназначена для управления умным домом, умеет много чего разного. В частности, она умеет "из коробки" работать с Modbus TCP. Запустил, настроил, ниже будет виден результат.
6. "Надругался" над вводным щитком, чтобы подключить PM5320 и трансформаторы тока. Решение временное!!!, выглядит не очень. Главным образом проблема в габаритах трансформаторов тока, в щиток они никак не поместятся. В этой связи заказал на али сборку трёх трансформаторов тока в одном корпусе (вот такое устройство), габариты должны быть поменьше, приедет - буду смотреть как его разместить всё красиво...
Это всё были подготовительные работы, далее момент истины - запуск...
Home Assistant очень крутая штука. Кроме всего прочего, для визуализации данных там можно использовать библиотеку Grafana, которая, в свою очередь, имеет очень полезную функцию - возможность поделиться snapshot (дословно - снимок) текущей визуализации. В результате формируется ссылка, воспользоваться которой может любой желающий. При этом он получает доступ к некой части мои данных. Примечательно то, что это не просто картинка, а интерактивные графики. Одним словом, очень удобно!
УРР обсуждаемый в данной теме подключен следующим образом:
- первичная трансформатора "380/190" подключена к фазам A и C
- первичная трансформатора "220/110" подключена к фазе B и нулю
Итак, ниже можно увидеть следующие snapshots:
1. Фоновое потребление моего домохозяйства Snapshot #1.
2. Потребление домохозяйства при подключённом УРР, работающем на холостом ходу, без нагрузки. Snapshot #2
3. Потребление домохозяйства аналогичное п.2, но к УРР подключается нагрузка, сначала 10А, потом 20А. Snapshot #3
При условии, что я всё правильно подключил, настроил и прочитал (в смысле регистров), в контексте главного вопроса данной темы (а это, напомню, вопрос о возможности компенсации реактивной мощности возникающей при работе УРР с тем чтобы снизить абсолютные значения токов по фазам) можно сделать следующие выводы и задать вопросы:
1. УРР имеет достаточно высокий (скажем так, выше ожидаемого лично мной) КПД. Если сравнить Snapshot #1 и Snapshot #3, то можно увидеть, что "фоновое" потребление активной мощности составляет порядка 620-630 Вт. Когда ток в нагрузке УРР составляет 10А и 20А, то общая активная мощность потребляемая домохозяйством составляет, соответственно, 2.9 кВт и 5.1 кВт. При этом нагрузка УРР (считаем её полностью активной, хотя на самом деле реактива там есть немного) потребляет, соответственно, 215*10 = 2.15 кВт и 215*20 = 4.3 кВт. Цифры конечно не очень точные, но видно что потери "в железе" имеют порядок 150-200 Вт.
2. Реактивная мощность наблюдается:) Интересно что суммарно она очень незначительная. При этом отдельно по фазам мощность значительная. Похоже имеет место переток мощностей между фазами. Отсюда напрашивается вывод/вопрос - если компенсировать реактивную мощность, то можно добиться снижения абсолютных значений токов 3-фазной сети питающей домохозяйство. Устройство состоит из двух трансформаторов, фактически у нас получается два "плеча", в которых надо что-то компенсировать. Если я правильно понял, то к первичной обмотке одного трансформатора нужно подключить косинусный конденсатор, а к первичной обмотке другого - косинусный дроссель. Очевидно что номиналы должны быть подобраны под заданную нагрузку УРР и после подключения компенсационных реактивных сопротивлений мощность нагрузки УРР не должна меняться. В противном случае будет происходить пере-компенсация/недо-компенсация.
Если вести расчёт для тока нагрузки УРР в 20А, то на графиках Snapshot #3 можно видеть, что реактивная мощность по фазе B (трансформатор №2 включён между B и N) имеет емкостной характер и составляет -2 kVAr. Реактивные мощности по фазам A и C (трансформатор №1 включён между A и C) имеют индуктивный характер и в сумме равны 2.2 kVAr. Таким образом, если подобрать компенсирующие конденсатор и дроссель номиналами 2 kVAr, то токи по фазам можно существенно снизить.
По этой ссылке можно открыть альбом с фото.
Буду благодарен всем за комментарии, мнения и советы по данной теме!