Przykłady użycia analizatorów Sonel PQM. Część 7. Softstart

Jakość energii elektrycznej na obiektach przemysłowych jest zagrożona powszechnie występującymi rozruchami napędów dużej mocy. Powoduje to powstawanie częstych i głębokich zapadów napięcia wywołujących efekt uciążliwego migotania światła (flicker). Zjawiska te na obiektach przemysłowych, przy dużej ilości urządzeń o podobnych właściwościach, stają się bardzo uciążliwe i mogą zagrażać zdrowiu i życiu pracowników. Zmniejszenie skutków dużych prądów rozruchowych można osiągnąć za pomocą urządzeń energoelektronicznych tzw. miękkiego startu (softstart).

Opis rozpoznanego problemu

Dotychczasowe bardzo duże przyrosty prądu rozruchowego, obciążonego mechanicznie silnika dużej mocy, powodowały głębokie zapady napięcia. Zastosowany softstart ma za zadanie zmniejszyć wpływ rozruchu, na parametry sieci energetycznej. Należy ocenić wpływ rozwiązania na poprawę parametrów zasilania. 

Zastosowane narzędzia pomiarowe

• Analizator Sonel PQM-702 (zobacz następcę Sonel PQM-710)
• Komplet cęgów F-1A 
• Oprogramowanie Sonel Analiza

 Rys. 1. Obraz napięć i prądów podczas próby softstartu 

 

Rys. 2. Obraz trójfazowej mocy czynnej i pozornej podczas próby softstartu

 

Wstępne wnioski (Rys. 1. do  3.)

1. Znacząco został ograniczony maksymalny prąd rozruchu nieprzekraczający 4-krotnej wartości prądu roboczego (Patrz 1.). 
2. Wydłużył się czas trwania rozruchu do 5,5s (Patrz 2.). 
3. W czasie rozruchu występują charakterystyczne dla softstartu niezrównoważone prądy fazowe, czego efektem jest chwilowe pogorszenie asymetrii napięcia (Patrz 3. i 4.). 

Rys. 3. Obraz napięć w powiększeniu na tle prądów podczas próby softstartu

 

Zaburzenie asymetrii (Patrz 5.) jest zjawiskiem krótkotrwałym o mniejszym zagrożeniu niż wielokrotnie większy prąd rozruchowy napędu podczas twardego rozruchu.
Znaczący wpływ na niewielkie zniekształcenia podczas pracy softstartu ma widoczne na oscylogramie kluczowanie półokresowe (Patrz 6.).

Rys. 4. Obraz asymetrii napięcia i prądu podczas próby softstartu

 

Rys. 5. Oscylogram napięć i prądów podczas próby softstartu 

 

Rys. 6. Obraz trójfazowej mocy czynnej tg(φ) podczas próby softstartu

 

Rys. 7. Obraz fazowych współczynników THD U i THD I podczas próby softstartu

 

Wnioski

1. Zapad napięcia wywołany rozruchem o wartości 9,3 V stanowił tylko 2,3% wartości napięcia o czasie poniżej 6 sekund, co należy uważać za wartość zadowalającą. 
2. Poziom asymetrii napięcia wywołany rozruchem nie przekroczył 0,52%. 
3. Znaczny wzrost współczynnika tg(φ) dochodzący do 11 (Patrz 7.), pojedynczego rozruchu, nie ma większego wpływu na tg(φ) rozliczeniowy ze względu na 0,7% udziału w uśrednianiu 15-minutowym.
4. Chwilowy wzrost współczynnika THD I  (Patrz 8.) jest również chwilowym skutkiem  ubocznym procesu ograniczania prądu rozruchowego.

Zalecenia

1. Rozważyć modyfikacje na pozostałych falownikach.

 

Autor:
Krzysztof Lorek