Pokazalo se da korištenje frekventnih regulatora u industriji vodosnabdijevanja za kontrolu brojnih električnih motora, pumpi i ventilatora osigurava značajnu energetsku efikasnost i unapređuje učinak. Ipak, manje je poznata činjenica da frekventni regulatori i mnogi drugi uređaji, kao što su, recimo, određene vrste elektromotora, zatim LED ili fluorescentno osvjetljenje, računari, neprekidna napajanja (UPS) i Wi-Fi ruteri mogu uzrokovati nepoželjna harmonična izobličenja (ili harmonike) na elektroenergetskoj mreži.
Harmonici, dakle, mogu oštetiti osjetljivu elektronsku opremu, prouzrokovati smetnje na opremi za komunikaciju, te i pogrešna očitanja mjernih instrumenata. Takođe, mogu izazvati reagovanje prekidača, izbijanje osigurača, oštećenje kondenzatora ili doprinijeti pregrijavanju transformatora, kablova, motora, generatora i time dovesti do nepotrebnog utroška energije i skraćenja radnog vijeka opreme.
Iako prednosti frekventnih regulatora daleko premašuju efekte harmonika, veoma je značajno da se razumiju problemi koje harmonike mogu prouzrokovati, kao i rješenja kojima bi se oni mogli eliminisati.
Objašnjenje harmonika
U idealnim uslovima naizmjenična struja (AC) u elektroenergetskoj mreži je čist sinusoidni val sa osnovnom frekvencijom od 50 ili 60 Hz. U realnim uslovima korištenje nelinearnih opterećenja dovodi do stvaranja harmonika – umnožaka osnovne frekvencije – koji uzrokuju velika odstupanja od tog čistog sinusoidnog vala struje i napona. Posljedično izobličenje, tj. elektronsko prljanje mreže, podrazumijeva gubitak energije umjesto da se ona upotrijebi na opremi koju napaja.
Za mjerenje uticaja harmonika koristi se ukupno harmonijsko izobličenje struje THDi faktor. Što je ova vrijednost veća, veći je gubitak energije u okviru mreže. Na primjer, THDi faktor od 40 odsto ima za posljedicu 16 odsto veće gubitke nego što je slučaj kod mreže bez harmonika. Uz povećanje troškova energije elektroenergetski sistem mora biti i dimenzionisan tako da može da izdrži preopterećenje. Na primjer, pogon koji nema zaštitu od uticaja harmonika može dodatno preopteretiti transformator čak i za 80 odsto svog nominalnog opterećenja.
Iako jedan pogon od 4 kW, i u slučaju da THDi faktor ima vrijednost od 100 odsto, vjerovatno neće izazvati probleme, više će frekventnih regulatora imati kumulativni efekat, jer preopterećenje generiše veću toplotu. Ne samo da stvaranje toplote predstavlja bespotreban utrošak električne energije već to pregrijavanje dovodi do nepouzdanog rada opreme i skraćenja njenog radnog vijeka.
Ovi problemi mogu imati značajan finansijski faktor tokom svih faza radnog vijeka opreme. Neefikasnost sistema uvećava svakodnevne troškove rada, dok prerano otkazivanje opreme za sobom povlači troškove popravki i zamjena. Pri odabiru opreme ključno je osigurati da ona nema negativan uticaj na energetski sistem, niti na povezane uređaje.
U FOKUSU:
- BIG SOLAR EKOLOŠKOM METODOM ČISTI I ODRŽAVA SOLARNE PANELE
- DRUŠTVENE MREŽE IZ DRUGAČIJEG, EKO UGLA
- MT-KOMEX BH – REGIONALNI AKTER ZA SOLARNU ENERGIJU
Moderno rješenje za harmonike
Standardna metoda za eliminaciju harmonika jeste projektovanje sistema napajanja veće snage, odnosno odabir većeg transformatora, kablova većeg presjeka itd. No, potreba za transformatorom znatno veće snage obično prate i uvećane naknade za njegovu instalaciju. Mnoge elektrodistribucije zahtijevaju od operatera u oblasti vodosnabdijevanja i prečišćavanja otpadnih voda da preduzimaju preventivne mjere za smanjenje harmonika prouzrokovanih njihovom opremom. Predimenzionisanje generatora je drugi uobičajen metod za rješavanje problema uzrokovanih harmonicima. Međutim, ovaj pristup zahtijeva više prostora, povećava troškove projekta, dok negativno utiče na održivost istog. Smislena alternativa ulaganju u opremu većih snaga (što znači i skuplju) jeste ugradnja uređaja koji smanjuju ili eliminišu harmonike od samog početka.
Frekventni regulatori kontrolišu brzinu i obrtni moment motora koji se koristi u vodoprivredi, kao što su pumpe ili ventilatori. Kod upotrebe ovih regulatora konvencionalni pristup rješavanju problema koje uzrokuju harmonici jeste ugradnja eksternih filtera ili korišćenje multipulsnih transformatora. Ipak, nova i efikasnija tehnika podrazumijeva korišćenje određenog tipa frekventnog regulatora poznatog kao frekventni regulator sa niskom emisijom harmonika (Ultra-low harmonic drive). Ovi regulatori u sebi imaju aktivnu jedinicu napajanja i integrisan linijski filter sa niskom emisijom harmonika.
Dok uobičajeni šestopulsni frekventni regulatori smanjuju THDi faktor na oko 40 odsto, najbolji ULH frekventni regulatori sa niskom emisijom harmonika mogu smanjiti sadržaj harmonika u elektroenergetskoj mreži ispod tri odsto. S tako niskim THDi faktorom objekti za vodosnabdijevanje i prečišćavanje otpadnih voda mogu se projektovati sa sistemima napajanja znatno manje snage. Umjesto korišćenja opreme većih dimenzija, njihovo dimenzionisanje može biti redukovano, što bi imalo značajan efekat na investicione troškove cjelokupnog sistema. Na primjer, u poređenju sa uobičajnim frekventnim regulatorima, veličina napojnih kablova može biti smanjena za oko 10 odsto. Dalje, veličina distributivnih transformatora se može smanjiti za 20 odsto, generatora za 50 odsto, a razvodnog postrojenja i prekidača za 10–30 odsto.
Frekventni regulatori sa niskom emisijom harmonika povećavaju pouzdanost rada postrojenja. Minimalni sadržaj harmonika otklanja opasnost od prekida tehnoloških procesa usljed preopterećenja mreže uzrokovanih povećanom strujom. Ovi regulatori, takođe, onemogućavaju ispade uređaja sa mreže koji nastaju kao posljedica harmonijsog izobličenja struje. Sve u svemu, frekventni regulatori sa niskom emisijom harmonika smanjuju emisiju CO2 i ukupne troškove instalacija.
Izvor: ABB
Tekst u cijelosti pročitajte u Magazinu Energetskog portala ODGOVORNO POSLOVANJE
