Harmonikus csökkentés Danfoss AAF szűrő segítségével
Egy nagy tapasztalattal rendelkező tervező- és kivitelező kecskeméti cég romániai projektje során szembesült a felharmonikusok elleni védekezés kihívásaival. A megbízó cég korszerű állateledel gyárának építésekor beruházói követelmény volt a legfeljebb 8% THiD harmonikus tartalom biztosítása a villamos hálózat védelme érdekében. Tekintettel arra, hogy a rendszerben mintegy 20 db frekvenciaváltó – köztük 250 kW teljesítményű készülék is – üzemel, ezek harmonikus áramát kellett valamilyen módon kezelni. A beépített készülékek többsége Danfoss VLT® frekvenciaváltó, de más gyártmányok is bekerültek a rendszerbe, így ezen készülékek hatását is figyelembe kellett venni a harmonikus csökkentés során. A tervező- és kivitelező cég gyakorlott frekvenciaváltó felhasználó volt, de több nyitott kérdése volt a felharmonikusok problémáival kapcsolatban. A piacon körbetekintve a Danfoss-t találta a legalkalmasabbnak, mely eléggé felkészült az elméleti tudás tekintetében, és megfelelő eszközökkel rendelkezik a harmonikus csökkentés megoldására vonatkozóan. A cégeink közötti kapcsolat régebbi keletű volt, de előzőleg nem merült fel igény ilyen szintű műszaki támogatásra és talán a partnerünk nem is fedezte fel a VLT® Drives és a versenytársak szolgáltatásai és megoldásai közötti igazi különbségeket. Ebben az esetben azonban lehetőséget kaptunk tapasztalataink, tudásunk és termékeink bemutatására. Projektelőkészítés A projektelőkészítés fázisában bemutattuk a felharmonikus keletkezésének hátterét és a felharmonikus csökkentésre alkalmazható műszaki megoldásokat. Az Ongroelektro Kft. - mint VLT® Drives Partner - közreműködésével mérésekkel bizonyítottuk: - a felharmonikusok keletkezését - a Danfoss által alkalmazott alapvető felharmonikus csökkentő eljárás hatását (DC körbe épített fojtó tekercs) - valamint a felharmonikustartalom terhelésfüggő voltát. Bemutattuk továbbá a Danfoss által gyártott legkorszerűbb szűrőket, köztük az aktív harmonikus csökkentő megoldását, a VLT® aktív filtert (Aktív Harmonikus Szűrő). Felkészültségünkkel, megoldásainkkal és magas műszaki színvonalú készülékeinkkel megnyertük partnerünk bizalmát és ennek eredményeképpen a projekt megvalósításához Danfoss VLT® megoldást választottak.
-1/5-
Műszaki megvalósítás
Egy 250kW teljesítményű malom és több kisebb, összesen mintegy 430kW összteljesítményű frekvenciaváltóval hajtott motor harmonikus áramát kellett kompenzálni.
250kW kalapácsos malom és a malmot hajtó motor
A tervezési fázisban partnerünkkel együttműködve megállapítottuk a hálózati topológiát, figyelembe véve a hálózat minden elemét, majd a Danfoss MCT31 szoftverrel kiszámoltuk az előzetesen várható harmonikus torzítást, valamint elvégeztük az Aktív Harmonikus Szűrő méretezését és modelleztük a beépítendő szűrő hatását.
A valós hálózati elrendezés: Számítás:
-2/5-
A számítás eredménye AAF szűrő nélkül A 42,7% ThiD már a Danfoss készülékeibe beépített DC fojtók eredménye. Ezek nélkül a torzítás sokkal magasabb is lehetne.
A számítás eredménye AAF190A szűrővel:
Megnehezítette a helyzetet, hogy a nem frekvenciaváltóval hajtott villamos motorok meddő áramának kompenzálására kondenzátorok lettek beépítve, melyek helyét a villamos topológiában nem lehetett megváltoztatni. A már kész hálózati topológia miatt összegző áramváltókat kellett alkalmazni, mivel a meddőkompenzáló kondenzátorok áramát a felharmonikusok mérésekor el kellett kerülni. Az áramváltók a terhelési oldalon kerültek elhelyezésre.
-3/5-
Összesen 9 db áramváltó került beépítésre. Fázisonként 3-3db a két frekvenciaváltókat tartalmazó leágazásba (MCC1 és MCC2), és 3db összegző áramváltó a két különböző helyről érkező áramjelek kezelésére.
CT-s on the MCC1
summation CT-s
A beépített áramváltók típusa MAK86/60 800/5A, pontossága a Danfoss által javasolt 0,5%-tól eltérően a helyi beszerzési nehézségek miatt 1% lett, így a fő és összegző áramváltók összeadódó hibái miatt az elért eredmény elmaradt az elméleti céltól, de az elvárásokat maradéktalanul teljesítette. A projektelőkészítési fázison túl, a Danfoss szakemberei aktívan részt vettek a helyszíni beüzemelésben és azt követően a terheléses próba során elvégezték az ellenőrző méréseket. A Danfoss részéről a beüzemelést (Berentei Norbert üzletkötő és Toma Gábor alkalmazástechnikai mérnök) végezték az Ongroelektro Kft., mint VLT® Drives Partner közreműködésével. A telepítés utáni mérések igazolták az előzetes számításokat, így ügyfelünk teljesítette a beruházói követelményeket. THiD % Order Current % Current A
1
5
7
11
13
17
19
100
5,4
4,5
3,4
2,5
1,2
0,9
720
38,88
32,4
24,48
18
8,64
6,48
-4/5-
8,33
Az eredmény a feszültségtorzítás esetében is megfelelően alakult. A beüzemelést követő ellenőrző mérés szerint részterhelés esetén a THvD 3,3% volt.
AAF szűrő üzem közben
A vevői elégedettséget alátámasztja, hogy a Romániában megvalósított projektet követően már Magyarországon is felépült egy hasonló gyár, és jelenleg a harmadik ilyen projekt van előkészítés alatt. A Danfoss megoldásain, készülékein és biztos műszaki támogatásán túl, ügyfelünk nagyra értékeli a Danfoss által biztosított non-stop (24 órás) szerviz rendelkezésre állást, amely garantálja, hogy sosem marad egyedül, ha segítségre van szüksége.
-5/5-
