PLAY CUBE – иновативния регенератор на работното напрежение и работна фаза

Непрекъснато нарастващата производителност на труда е свързана с широко използване на съвременни енергоемки технологии. Прилагането на множество управляеми процеси в широки граници и наличието на рязко изменящи се натоварвания – пещи, преси, компресори, технологично оборудване и др., водят до появата на значителни нелинейни изкривявания и значителни фазови несиметрии. Често пъти, такива несиметрии водят до претоварване на една или повече от фазите, значително влошаване в работата на товарите и дори могат да доведат до прекъсване на предпазителите или разрушаване на контактните съединения.

Още по-опасен е режимът, при който се получава прекъсване в нулевия проводник. Това може да бъде причинено от пренапрежения или от къси съединения, лоши контактни връзки, механични повреди от вятър или ремонтни работи, остарели тоководещи елементи,
кражби и т.н. Това води до рязко нарастване на напрежението във фазовите проводници, достигащо до 400V, което може да доведе до разрушаване на включените съоръжения. Това е особено пагубно за „малките“ товари, които могат да бъдат напълно разрушени.

При несиметрични или битови товари е възможна появата на опасни обратни напрежения в нулевите проводници (втора фаза), което е недопустимо от гледна точка на въздействие върху хората като удари от електрически ток.

Така всеки потребител на електроенергия от мрежата, рано или късно се сблъсква с тези проблеми в електрозахранването. Това води до необратими повреди в машините и съоръженията, плащане на големи глоби за използване на реактивна енергия и не на последно място плащане на големи сметки за електроенергия.

Симптоми на влошено електрозахранване, водещо да необратими повреди в машините и съоръженията:

Кратковременно прекъсване на електрическото захранване, след което идва напрежение различно от нормалното;
Изменения на напрежението в границите от 130V до 270V;
Механични натоварвания от непостоянните работни параметри;
Загуби в намотките и загуби от вихрови токове, водещи до загряване на двигателите;
Несиметрично натоварване на трансформаторите;
Генериране на реактивна енергия;
Нелинейни изкривявания и фазови асиметрии;
Прекъсване на фазов проводник;
Прекъсване на нулев проводник;
Възникване на обратни напрежения в нулевите проводници (втора фаза);
Възникване на високоволтови импулси на напрежението;
„Пропадания“ в напрежението;
Нестабилно захранващото напрежение;
Неоторизиран достъп и снемане на информация по електрозахранващата мрежа;
Влошаване проходимостта на кабелните пътища;
Нарастване нивото на висшите хармоници, кратни на три (3, 6, 9 и т.н);
Твърде голям разход на електроенергия и др.

Има ли решение?

Всички тези проблеми вече са напълно предотвратими, тъй като на българския пазар се предлага решението, а именно иновативния PLAY CUBE – регенератор на фазите, производство на Integrated Energy Systems 2018 ®.

Какво може PLAY CUBE – регенератор на фазите?

Да преобразува две фази в три

При претоварване на една от фазите, при прекъсване на един от предпазителите или вследствие на външни въздействия е възможно да прекъсне токозахранването на една от фазите или да прекъсне нулевия проводник. Включването на PLAY CUBE регенератор на фазите осигурява автоматично възстановяване на напрежението във фазата, където е прекъснато електрозахранването и генериране на изкуствена нула в рамките на 10-12 s. В този случай, потребителите на електроенергия, дори могат и да не забележат възникването на тези проблеми, ако няма допълнителна сигнализация.

Да „Гаси“ високоволтови импулси на напрежението

В промишлените мрежи много често – до 1000 пъти годишно, възникват импулси на напрежението с продължителност 1-100µS и амплитуда от 1000 до 12 000V. Тези импулси обикновено имат комутационен характер – включване или изключване на мощни товари, като двигатели, индукционни пещи и др., или са следствие от индуктирани външни импулси като мълнии, външни преходни процеси по електропреносната мрежа или дори умишлени изкуствени импулси, целящи да изведат обекта извън строя. Такива импулси не се измерват и не се контролират. Те навлизат при потребителите и водят до влошаване и дори до цялостно нарушаване на работата на промишлената и битовата техника.

Експериментални изследвания показват, че след внедряването на PLAY CUBE регенератор на фазите напрежението на импулсите, породени от комутации и мълнии, се намаляват над 10 пъти.

Да намалява преходните процеси и „пропаданията“ в напрежението

При превключване на промишлени и битови прибори са възможни следните смущения:

Изменение на яркостта на светене на лампите;
Поява на премигване на енергоспестяващите или луминесцентните лампи;
Пращене в радиоприемниците и съобщителната техника;
Лъжливо сработване на системите за защита от искрене от уредите и др.

Всичко това са признаци на аварийна работа, които липсват напълно след присъединяването на PLAY CUBE регенератор на фазите.

Да балансира и снижава несиметрията на фазовите напрежения

Не са редки случаите, в които фазовите напрежения в трифазните мрежи се различават значително. Например, ако се установят стойности на фазовите напрежения равни на 170, 207, 250V, то след присъединяването PLAY CUBE регенератор на фазите, тези напрежения ще имат съответно стойности 202, 207, 212V. Тоест, ефективно се снижава несиметрията на фазовите напрежения в разпределителната мрежа и трансформаторите в диапазона 3÷8 пъти.

Да осигурява стабилно захранващото напрежение

При динамични пропадания на захранването в малки граници, осигурява параметрично повишаване на фазовите напрежения до 5%. Максималното повишение намира приложение при нелинейни товари от типа „компютър“ и съединение на намотките на захранващия трансформатор по схемата „звезда-звезда“ с нулата.

Да осигурява техническа защита на информацията

Напълно се изключва възможността за неоторизиран достъп и снемане на информация по електрозахранващата мрежа в диапазона 60Hz до 10 000Hz.

Да подтиска висшите хармоници, кратни на три

В електропреносните мрежи, особено в моментите на пиково потребление, нивото на висшите хармоници на напреженията и токовете значително нараства. Това води до влошаване в работата на промишлената и битовата техника, внасят се паразитни смущения в съобщителните системи и системите за пренос на данни, появяват се вихрови токове, прегряване на съоръженията и т.н. Като следствие, се получава изкривяване на синусоидалния характер на напрежението в мрежата. При включване на PLAY CUBE регенератор на фазите висшите хармоници се погасяват над 10 пъти, в зависимост от изпълнението на мрежата и захранващия трансформатор и нелинейните изкривявания в напреженовата синусоида се намаляват от 1.5 до 3 пъти.

Да стабилизира напрежението

Системите от семейството на PLAY CUBE регенератор на фазите до 100 kVA осигуряват допълнително стабилизиране на колебанията в захранващото напрежение в диапазона от 130V до 270V, осигурявайки стабилно захранване от 230V.

Да увеличава пропускливостта на електропроводите

В електропреносните мрежи, когато загубите са значителни и загряването на проводниците е над допустимите от стандартите стойности, проходимостта на кабелните пътища значително намалява. Чрез стабилизирането и подобряването на качеството на доставяната електроенергия, се постига оптимизиране в проходимостта на кабелите и се „осигурява“ допълнителен ресурс за присъединяване на нови товари, без да е необходимо изграждането на нови кабелни трасета.

Да пести електроенергия и пари

Известно е, че при включването на несиметрични (еднофазни двигатели, заваръчни апарати, промишлена и битова техника, технологични линии) и нелинейни (компютри, кондиционери, битови електроуреди) товари към електрическата мрежа и захранващите трансформатори (10kV/400V), се увеличават загубите от активна енергия, особено в мрежите към по-малките, високопланинските и отдалечените населени места и индустриални зони. Последствията от това са допълнително загряване на проводниците и трансформаторите, чиято изолация старее до 2 пъти по-бързо. Симетрирането и балансирането на фазовите товари и натоварването в трансформаторите, потискането на паразитните хармоници и изкривявания, намалението на загубите в намотките и съоръженията, води до подобряване на фактора на мощността. При включване на PLAY CUBE регенератор на фазите към мрежата, практически се отстраняват паразитните токове и висшите хармоници във фазовите проводници, включително и в нулевия, което намалява загубите на електроенергия в нисковолтовите мрежи и в захранващите трансформатори (намалява се загряването в магнитопроводите и в тялото). Повишава се КПД на захранващите трансформатори. Осигурява се фактор на мощността cos φ≈1.

По този начин, в зависимост от характера на товарите, PLAY CUBE регенератор на фазите постига икономия на електроенергия от 8% и повече.

В заключение

PLAY CUBE регенератор на фазите обезпечава качествена електрическа енергия в битови и промишлени мрежи, осигурявайки комфортни условия за функциониране на потребителските машини, съоръжения и оборудване, съгласно стандарт БДС EN50160:2010.

Технически характеристики

Брой фази	4 (3-линейни, 1-нулева)
Номинално фазно напрежение, V	230
Номинално линейно напрежение, V	400
Честота, Hz	50 – 400
Номинална мощност, kVA	4;10;25;40;63;100;160;250;400;630;1000;1500
Загуби на празен ход, %	≤ 0.2
Коефициент на полезно действие, %	≥ 99.0
Кратност на потискане на висши хармоници (кратни на три) в напрежението, пъти	от 4 до 25
Кратност на потискане на висши хармоници (кратни на три) в тока, пъти	от 4 до 25
Кратност на потискане на мощни импулси в напрежението	от 4 до 25
Увеличение в пропускливостта на мрежата, %	≥ 6
Внасяне на затихване на сигнала в честотен диапазон 60 Hz -10 kHz, dB	≥ 30
Време за генериране на фаза/нула, s	≤ 10^-12
Намаление на тока с нулева последователност за основната частота в разпределителната мрежа и захранващите трансформатори 10/0.4 kV, пъти	от 3 до 12
Намаление на токовете и напреженията с нулева последователност за висшите четни и нечетни хармоници в разпределителната мрежа и захранващите трансформатори 10/0.4 kV, пъти	от 3 до 8
Намаление на небалансите във фазовите напрежения в разпределителната мрежа и захранващите трансформатори 10/0.4 kV, пъти	от 3 до 8
Намаление на коефициента на изкривяване на синусоидалността на напрежението в разпределителната мрежа и захранващите трансформатори 10/0.4 kV, пъти	от 1.5 до 3
Намаление на загряването на захранващите трансформатори 10/0.4 kV при граница на нелинейните натоварвания от типа „компютър“ в разпределителната мрежа (Kфактор = 13), пъти	от 1.5 до 3
Параметрично повишаване на фазовите напрежения, %	от 0 до 12
Намаление на разликата в потенциалите между нулевия и заземителния проводник при 50Hz, dB	≥ 10
Коефициент на полезно действие, %	≥ 99.0
Намаление на разликата във високочестотните потенциали на напрежението между нулевия и фазовите сигурна и качествена енергия проводници, в това число и потискане на преднамерено внесени смущени в диапазона 100 Hz – 200kHz, dB	≥ 20
Намаление на вероятността от повреди на оборудването, породени от умишлени външни въздействия или импулсни пренапрежения от естествен произход – мълнии, комутации и др., пъти	от 3 до 6
Намаление на колебанията та фазовите напрежения при резки промени в еднофазни товари, пъти	от 3 до 6
Намаление на акустичния шум от силовите трансформатори при 50% нелинейно натоварване, dB	≥ 10
Намаление на вибрациите в силовите трансформатори с честота 100-300Hz, dB	≥ 10
Удължаване на живота на силовите трансформатори при режим К-20, вследствие на намаляване на температурата в магнитопровода и намотките, пъти	≥ 3
Подобряване на условията на работа на контролно-измервателната и спомагателната апаратура на доставчика на енергия и на потребителите, вследствие на намаляването на коефициента на изкривяване на синусодалността на кривата на напрежението	–
Подобряване на надеждността на работата на оборудването и надеждността и точността на протичане на технологичните процеси	–
Намаляване на загубите на енергия в разпределителната мрежа и захранващите трансформатори 10/0.4 kV при нелинейно натоварване от типа „компютър“. При наличие на мощни нелинейни натоварвания, икономията може и да е значително поголяма, % от мощността на натоварване	≥ 1-10%
*Работа като АВР при време, s	≥ 480
Кратност на потискане на мощни импулси в напрежението	от 4 до 25
Номинални условия на работа – на закрито или открито, защитено от пряко попадане на дъжд и течности	БДС EN50160:2010
Температура на околната среда, oC	от -40 до +50
Относителна влажност,% при 25oC	до 95
Атмосферно налягане, kPa	86 – 106
Схема на свързване	последователно на трансформатора/товара