Экспертная оценка причин сбоев и неэффективности работы КРМФ - Фильтровые

Анонс: Сервисная диагностика экспертами компании «МИРКОН» эксплуатируемых КРМ, КРМФ, КРМТ на объектах «по запросу». Экспертная оценка причин сбоев и неэффективности работы КРМФ-189-0,4-1250-50 У3

Содержание:

Команда «МИРКОН» в соответствии с обозначенной менеджментом стратегией поддержки отечественного производителя «по запросу» проводит сервисную диагностику инсталляций конденсаторных установок повышения коэффициента мощности сторонних компаний-сборщиков для выявления причин отказов, аварийных ситуаций, неэффективности работы. Диагностика выполняется профильными специалистами компании «МИРКОН» с выездом на объект и профессиональным анализом сетевых параметров, соответствия КРМ, фильтровых КРМФ, тиристорных КРМТ заявленным характеристикам, конструкции, комплектующих современным технологиям, нормам и требованиям отечественным и международным стандартам.

Экспертная оценка специалистов «МИРКОН» позволяет выявить реальные технические причины нарушений функциональности, снижения эффективности работы конденсаторных установок и в подавляющем большинстве случаев ответственность за это несут:

• компания-сборщик, снижающая себестоимость и цену КРМ, КРМФ, КРМТФ для увеличения продаж за счет проектирования, упрощения конструкции, подбора компонентов по цене, а не характеристикам, нарушений технологий и т.д.;
• Заказчик, подбирающий конденсаторную установку по наиболее низкой цене без учета уровня компетенций и реноме производителя.

В качестве одной из типовых ситуаций, когда низкая цена гарантирует исключительно проблемы в эксплуатации, ниже приведены технические и технологические нарушения сборки КРМФ-189-0,4-1250-50 У3, выявленные экспертами «МИРКОН» при диагностике конденсаторной установки на объекте.

Увеличение частоты последовательного резонанса фильтра из-за неправильного согласования индуктивности дросселя и емкости конденсаторов

При подборе элементов для конденсаторной установки необходимо придерживаться правильного выбора рабочих характеристик во избежание возникновения нежелательных процессов в сети, таких, например, как резонанс между индуктивностью в сети и емкостью конденсаторов.

Последовательный резонанс происходит, когда индуктивное сопротивление равно емкостному:

Резонансная частота между конденсатором и последовательно включенным расстроенным дросселем ниже 250Гц, а с учетом влияния последовательных контуров на частоты управляющих сигналов IEC (International Electrotechnical Commission) определила безопасные частоты резонанса для промышленных (и аналогичных им по характеру нагрузок) сетей (см. таблицу ниже).

Примечание: р – волновое или характеристическое сопротивление реактивной нагрузки (некорректно - коэффициент частотной расстройки, дросселирования, перенапряжения), равное квадрату отношения фундаментальной и резонансной частоты (50/fs).

Согласно IEC 61642 оптимальной для большинства сетей с нелинейными нагрузками является частота

но никак не «больше» (по интервалу 189-210), чтобы не мешать прохождению сигналов управления, исключить риски резонанса токов, перегрузки конденсаторов, дополнительный нагрев и как следствие - выход из строя, поскольку импеданс контура с ростом частоты быстро увеличивается. Проверить частоту расстроенного дросселя, установленного последовательно с конденсатором, можно по формуле:

Если в сети присутствует гармоника тока с частотой равной частоте последовательного резонанса, то она полностью поглощается системой конденсатор – расстроенный дроссель, что может вызвать резонанс и как следствие - выход из строя.

На рис.02 и рис.03 мы видим стандартный дроссель на мощность 50кВАр с резонансной частотой 189Гц, и индуктивностью 0,77 мГн, а также конденсатор мощностью 25кВАр при номинальном напряжении 440В (в контуре с дросселем подключены два конденсатора суммарной емкостью 6х137=822 мкФ).

Занижение мощности КРМФ из-за использования более дешевых конденсаторов

Напряжение емкости в колебательном контуре пассивного фильтра

Тогда при резонансной частоте контура 200 Гц р = 0.0625 (для 189 Гц p = 0.07) реальное напряжение на конденсаторном блоке

При данных условиях конденсаторы с U_n 440 В (см. рис.03) в системе конденсатор - расстроенный дроссель имеют компенсационную мощность в каждом блоке 44 кВАр, вместо предусмотренных 50 кВАр, что на 12% ниже заявленной, а суммарно по данной установке менее 1100 кВАр.

Критическое сокращение срока службы конденсаторов (1,5-2 года вместо 10-15 лет), значительный дрейф емкости, снижение мощности из-за неправильного конструктивного исполнения установки

Размещение конденсаторов рядом с дросселем без эффективного принудительного охлаждения приводит к нагреву конденсаторов выше их оптимальной рабочей температуры, поскольку температура дросселя может достигать 100-105°C, в то время, как предельно допустимая максимальная температура рабочей среды конденсатора +55°C, максимальная средняя в сутки +45°C, а максимальная средняя за год +35°C.

При максимальной средней температуре за год +35℃ заявленный срок службы конденсаторов составляет 100 000 часов, при повышении температуры – резко снижается (см. более детально здесь). Так, реальный срок службы конденсаторов при температуре:

• +42°C – 50 000 часов;
• +49°C – 25 000 часов;
• +56°C – 12 500 часов (примерно 1,5-2 года).

На рис. 05 указан измеренный ток на ступени 50кВАр (реально 44кВАр), и он равен 54,4А, в то время, как при примененном конденсаторе 25кВАр/440В (2шт) и дросселе 50кВАр номинальный ток должен составлять 63,6А.

Вывод

В итоге на данный момент заказчик имеет:

1. Установку с заниженной примерно на 20% мощностью.
2. Эксплуатация возможна только при открытых дверях, иначе срабатывает защита от перегрева (рис. 06). Повышается риск получения персоналом электродуговой травмы т.к. эксплуатация КУ происходит с открытыми дверями в непосредственной доступности токоведущих шин.
3. В установке не функционирует защита от перегрева конденсаторов, т.к. датчик температуры находится в регуляторе, а он в свою очередь смонтирован на открытой двери.
4. Высокая вероятность аварии, т.к. ёмкость конденсаторов снижается, защита по температуре не работает, частота расстройки выбрана неправильно и возможен резонанс.


Вернуться в раздел