#konstruktorelektrykamator

Ostatnio w moich kręgach jest gorący temat mocy biernej oraz zniekształceń prądu i napięcia.

Moc bierna występowała zawsze, tyle że kiedyś problemem była moc bierna indukcyjna, którą kompensowało się baterią kondensatorów.

A aktualnie moc bierna pojemnościowa jest również sporym problemem. A do jej kompensacji używa się baterii dławików, lub jeśli ktoś chce na szybko i tanio we własnym zakresie to wystarczy włączyć nieobciążony silnik. Robiłem testy, i silnik 3kW jest wstanie pobrać 7kVAr mocy biernej.

Ale są też urządzenia które potrafią kompensować obie moce, jest to albo kombinacja dławików i kondensatorów lub opcja półprzewodnikowa czyli statyczny generator mocy biernej w skrócie SVG.

Działanie takiego urządzenia jest proste. Jest to blok IGBT oraz kondensator, IGBT jest sterowane w odpowiedni sposób żeby wygenerować takie przepływy prądu, które po z sumowaniu z prądem odbiornika powinny dać przebieg sinusoidalny w miarę zgrany czasowo z przebiegiem napięcia.

A dzięki temu że mamy bardzo dynamiczne sterowanie, częstotliwośc kluczowania tranzystorów idzie w kHz to możemy również kompensować zniekształcenia harmoniczne. Niektóre kompensatory nawet do 13 i 15, słabsze do 9.

A skąd harmoniczne? Z odbiorników nieliniowych. Każdy zasilacz impulsowy, w piekarniku, ładowarce, komputerze, laptopie, lampie LED w jakiś sposób odkształca przebieg prądu od sinusoidy.

No to zdjęcie przykładowe:

Wykres prądu dwóch lamp LED 9W, nieznanej firmy.

Tragedia, szpilki prądu które odkształcają przebieg napięcia i generują mnóstwo zakłóceń.

Ale identyczny przebieg ma lampa LED 15W Philipsa, świetlówka 120cm. A np sporo lamp zostało przerobionych u mnie w szkole z konwencjonalnych świetlówek na LED. Mocy niewiele mniej, światła trochę więcej i mnóstwo mocy biernej i THD, bo mocy biernej taka ledowa świetlówka oddaje 7VAr mocy biernej i ma 89% THDI.

A w związku z tym również w szkole prowadzimy teraz rejestrację parametrów sieci, żeby przeanalizować dane i dobrać kompensator.

I mam takie jedno zdjęcie z wykresu napięcia i prądu. Prąd to bardziej trójkąt niż sinus.

A wiedząc że świetlówki z Philipsa nie są rarytasem sprawdziłem jaki przebieg ma prąd w lampach które kupiłem do garażu.

I wyszło mi takie coś:

https://youtube.com/v/tAjN11Ff16I

Nie jest to piękny sinus, ale i niebo lepszy niż to co na zdjęciu. A i lampa jest zarąbista bo ma 180lm/W, dwie lampy i mam widno w garażu, a będzie ich 5.

51441584-5800-4a8c-9929-f0799d246df2
9ac3682c-a93e-4f2b-a754-aac5b3656953

Komentarze (45)

Ravm

Tradycyjnie nic nie zrozumiałem.

Teraz do prostego człowieka co umi gniazdko przykręcić i żarówkę zmienić: jak mam tanie LEDY z Brico w domu to mam cyrkularke w garażu luzem puścić bo będę płacił Tauronowi za to, że jestem eko?

Felonious_Gru

@Ravm póki co moc bierna jest rozliczana tylko u firm.

Jakby zaczęli rozliczać u osób prywatnych to rachunki jakieś 3x w górę by były

Ravm

@Felonious_Gru dziękuję za uspokojenie. Mogę nadwyżkę gotówki przepierdzielić na browary, akurat Heineken 5+5 na promocji.

RogerThat

@myoniwy wczoraj w tramwaju miałem taką myśl "co ten nick myoniwy w ogóle znaczy" i doszukałem się tam "my-oni-wy". Słusznie?

Ravm

@RogerThat 

My- kumamy

Oni - trochę

Wy - ni chuja.

On ze mnie szydził od początku!

Marchew

@RogerThat A ja sądziłem ze to my-on-i-wy (° ͜ʖ °)

jarezz

@Marchew miałem tak samo

serel

Działanie takiego urządzenia jest proste

Yeah, right...

plemnik_w_piwie

@serel grunt że utylizuje lgbt, które w końcu może się do czegoś przydać

POMIDORES

@myoniwy a jakie lamy do garażu polecasz?

myoniwy

@POMIDORES Te z filmu

POMIDORES

@myoniwy dzięki, a podpowiesz mi jeszcze ile takich dać do pomieszczenia 70m2?

myoniwy

@POMIDORES 70m2, chcąc mieć wszędzie 500lx to potrzebujesz źródeł światła o łącznej światłości 35000lm, więc 5 takich lamp co są na filmie i masz widno, i to tak widno że aż wg norm.

976497

Stop ideologi IGBT! Potem elektrycy chodzą i mówią "Zmień piec!"

Zjedzon

@myoniwy czym jest blok LGBT połączony z kondensatorem wujku?

myoniwy

@Zjedzon blok IGBT to zazwyczaj 6 a czasami 12 tranzystorów. Dzięki połączenie z kondensatorem i odpowiednim sterowaniem jest wstanie w jednej chwili obciążać sieć (jako odbiornik) by za chwilę stać się źródłem energii (jak np falownik do PV).

I potrafi zmieniać swój tryb pracy setki razy na sekundę.

bucz

@myoniwy 

A wiedząc że świetlówki z Philipsa nie są rarytasem sprawdziłem jaki przebieg ma prąd w lampach które kupiłem do garażu.

a paski led na 24V nie wychodzą przypadkiem duzo lepiej lm/W ?

no i cena normalna

myoniwy

@bucz na 24 są droższe niż na 12, i nie spotkałem jeszcze takich co by miały 180lm/W

200zl za 52W lampę to imo dobra cena

emdet

@myoniwy a w czym przeszkadza ten trójkątny wykres, a raczej w czym lepszy jest ten przebieg na twojej lampie?

myoniwy

@emdet W czym? A w tym że każdy przebieg inny niż sinusoida jest zbudowany z innych sinusoid, o innych częstotliwościach.

A to powoduje że jeśli mamy wyższe częstotliwości w sieci to obrywają niektóre elementy, a zwłaszcza kondensatory i półprzewodniki.

Tu coś o tym:

https://youtu.be/Ffka-hPzug0

emdet

@myoniwy hm chyba za mało o tym wiem żeby skumać w istocie, ale czyli generalizując przy takim przebiegu wykresu żywotność lampy będzie mniejsza?

myoniwy

@emdet Tak, taki przebieg prądu powoduje odkształcenia przebiegu napięcia. A to znowu wpływa na to jak zachowują się niektóre elementy i jaką mają żywotność

Transformatory klasyczne też nie lubią takich przebiegów napięcia zasilania. Bo ucięte szczyty sinusoidy to jakaś forma stałej składowej w danej chwili, a to powoduje podmagnesowanie rdzenia i jego grzanie.

Znów szybkie zmiany napięcia to duże wartości prądu w kondensatorach.

Dlatego przebieg napięcia i prądu powinien być czysty, bez obcych zniekształceń, jak Europa.

Marchew

@emdet Sinus 50Hz to sinus jak na lekcji matematyki, a te przebiegi mniej czy bardziej odkształcone to ten sam sinus ale do niego dodane przebiegu o rożnej amplitudzie, fazie i częstotliwości.

przebieg całkowity = podstawowy (sinus 50 Hz) + suma tych wszystkich mniejszych jak na powyższym filmiku. Tych małych jest tak wiele że ich suma staje się istotna na tle całości, a nawet zaczynają one nieść więcej energii niż podstawowy sinus 50 Hz. Koniec końców, podłączając takie felerne lampy (lub cokolwiek innego) spowodujesz że zacznie Ci brzęczeć z głośników, zaczną mrugać inne lampy, niektóre sprzęty się wyłączać czy przegrzewać, znacznie skróci się ich żywotność. I nie tylko tobie, sąsiadom też, w niektórych sytuacjach nie tylko sąsiadom na klatce, ale też po drugiej stronie drogi.

Na dzisiejszej nowoczesnej elektronice tak tego nie widać, jest to skutecznie maskowane, wszystko ma zasilacze stabilizowane. Ale starsze urządzenia z prostym mostkiem gretza mocno to odczuwały, np. stare monitory CRT, telewizory, żarówki, proste urządzenia audio itd. Wystarczyło podpiąć "chińskiego LED" w kuchni, a TV w salonie zaczynał śnieżyć : )


A upalające się "N" czy "PEN" przez sumującą się 3 harmoniczną i jej wielokrotności to niezły fikołek, straty nawet w setki tysięcy złotych.


O jakości energii są całe książki, tutaj fajna publikacja: http://twelvee.com.pl/pdf/Hanzelka/cz_I_skrot.pdf

Marchew

@myoniwy 

Dlatego przebieg napięcia i prądu powinien być czysty, bez obcych zniekształceń, jak Europa.

(° ͜ʖ °)

PanNiepoprawny

Wiem że pewnie mówiłeś, ale niewiele zrozumiałem - mają plany rozliczania tej mocy dla osób prywatnych? I czy można zmieniając instalację w rozdzielnicy stłumić te skoki?

myoniwy

@PanNiepoprawny Chodzą głosy że od 2027 może wejść opłata za moc bierną dla klientów indywidualnych.
Samymi zmianami w rozdzielnicy niewiele zmienisz. Bo jak na jednej fazie będziesz miał Q+ a na innej Q- (moc bierna indukcyjna i pojemnościowa) to one się nie skompensują same z siebie. Jedynie na tej samej fazie da się kompensować urządzeniami użyteczności codziennej.
Ale to i tak w przypadku obciążeń nieliniowych typu słabej jakości oświetlenie LED, jedynym sposobem na kompensację tych zniekształceń jest aktywny filtr, lub potężny dławik szeregowo wpięty z zasilaniem, lub każde urządzenie zasilane przez własny dławik. Ale to już są koszty i kombinacje.

Jakie jest qlue? Bez dodatkowych elementów nic nie uczynisz.

PanNiepoprawny

@myoniwy ale chodzi o wzrost całości rachunku razy 3, czy jakiś składowej? Chodzi mi o to czy inwestycja dławiki byłaby opłacalna? I jak teraz sobie radzą z tym firmy?

myoniwy

@PanNiepoprawny Firmy montują kompensatory aktywne (jeden właśnie do mnie jedzie).

Koszty wynikające z mocy biernej często są wyższe niż za energię czynną.

I jeśli zwykły zjadacz chleba miałby teraz zacząć płacić za moc bierną to myślę że rachunek x2 a nawet x3 będzie całkiem częstym przypadkiem.

Koszty kompensatora są zależne od jego mocy. W domowych warunkach to pewnie najmniejsze dostępne 5kVAr być starczył. Ale koszt to kilka tysięcy plus montaż.

To będzie dojenie ludzi jak z PV. Kogo będzie stać to zamontuje i będzie miał niższe rachunki tu i teraz. A kto nie to będzie płacił wyższe.

PanNiepoprawny

@myoniwy powiem tak: skurwysyny

myoniwy

@PanNiepoprawny poczekaj, jeszcze nie płacisz za to.

PanNiepoprawny

@myoniwy zaocznie napisałem

mjr_bien

@myoniwy podejrzewam że w domu taniej wyjdzie polowanie na pojedyncze urządzenia i wymiana na takie z dobrym PFC niż aktywna kompensacja

pierdonauta_kosmolony

Nie wiem czy dobrze pamiętam z laboratoriów z układów elektronicznych ale takie "cycki" na wykresie prądu to o ile pamiętam pochodziły z histerezy cewek i przemagnesowania w drugą stronę.

myoniwy

@pierdonauta_kosmolony tak, może to wynikać z nasycenia rdzenia w trafo lub dławikach. Ale w tej sytuacji ich praktycznie nie ma. Wszystko elektroniczne zasilacze.

jarezz

Wytłumacz mi panie co to i po co są IGBT. Proszę.

myoniwy

@jarezz IGBT, Insulatey Gate Bipolar Transistor. Czyli połączenie tranzystora MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) i tranzystora BJT (Bipolar Junction Transistor).

Element łączący zalety i wady obu typów. Np w miarę stały spadek napięcia na złączu CE, łatwość sterowania z uwagi na cechy mosfetów, ale również stosunkowo małe częstotliwości maksymalne.

Są wykorzystywane właśnie w aplikacjach gdzie trzeba przełączać duże prądy i stosunkowo duże napięcia, bo bez problemu są dostępne bloki na 1200V a nawet i na 6kV.


A w tym wykonaniu są potrzebne by można było obciąży sieć i naładować kondensator gdy wymagane jest zwiększenie prądu pobieranego z sieci, albo w drugą stronę żeby można było wypchać energię z kondensatorów do sieci gdy trzeba zmniejszyć prąd pobierany z sieci.


Mocno uproszczając (ci co znają elektrykę, japa teraz)

Gdy mamy +2A prądy biernego (indukcyjny) to kompensator będzie próbował wypuścić z siebie te 2A (czyli -2A) co się zsumuje i wyjdzie 0A. W drugą stronę to samo, gdy mamy -4A prądu biernego (pojemnościowy) to kompensator będzie chciał pobrać te 4A (+4A) co finalnie da 0A.


I te IGBT służą do szybkiej dynamicznej zmiany tych wartości.

jarezz

@myoniwy dzięki. Teraz oprócz robienia zmartwionej miny I wzdychania, to nawet co nieco będę wiedział o co kaman. A powiedz jeszcze królu natężenia I napiecjay czy taki wihajster jest P'n'P czy trzeba mieć jakieś szkolenia od producenta, żeby to wymienić porządnie?

@wihajster wybacz, że zawołałem Ciebie przed edycją. Zastanawiam się tylko, skąd moja autokorekta na andku, ma Ciebie jako podpowiedź poprawnej pisownii.

myoniwy

@jarezz Nie spotkałem się żeby producenci wymagali szkolenia.

Po prostu powinna podłączać to osoba z uprawnieniami i Z WIEDZĄ, bo to nie zawsze idzie w parze.

Do podłączenia jest zasilanie 4 lub 5 żył i zależnie od wersji 1 do 3 przekładników czyli dodatkowe 2 do 6 żył.

jarezz

@myoniwy na projektach, na których byłem, technik przyjeżdżał je podmieniać. Może dlatego, że były na gwarancji, świeżo po rozruchu i "wybuchło" ich kilak w krótkim okresie czasu.

myoniwy

@jarezz Ale SVG czy kondensatorowe? Czy IGBT wybuchły?

jarezz

@myoniwy nie no, skąd ja mam wiedzieć. Kolego, z prądem to wspólne tematy jak rachunki i to, że kiedyś mnie amerykański prund zdrowo popieścił.

Te, o których pisze znajdują się w nacelli wtg. Blisko konwertora z DC na AC.

O ile nic nie popierdoliłem.

LaMo.zord

@myoniwy ja finalnie do swojego warsztatu skleciłem lampy jak na zdjęciu.

Każdy panel to 8x BXEB-L0560Z-35E2000-C-B3 od bridgeluxa. Mam takich 6.

To na zasilaczach MW HLG-185H-42, też 6 sztuk.

Efekt dwóch takich paneli na zdjęciu (warsztat około 70m2). Może dołożę jeszcze po jednym na stronę i chyba dwa będą wolne

1d47ff93-29ec-4f7d-b160-ee9ac7d9f9aa
f93fc49b-d8c0-47b2-b0cc-cc86ab8b43a7
myoniwy

@LaMo.zord a czemu tak w kupę zbite te listwy.

Jak byś zrobił szerzej lub dużo większy kwadrat to byś miał mniejsze olśnienie i mniej cienia.

LaMo.zord

@myoniwy takie kiedyś były potrzebne. Póki co nie miałem jeszcze czasu przerobić, ale planuje zrobić po prostu jedną długą listwę zamiast panela. Może podwójną.

Na razie wystarcza, a ja czasu jak na lekarstwo

Zaloguj się aby komentować