Решение электрических проблем после модернизаций энергоэффективности

Снижение энергозатрат с помощью переменных частотных приводов (VFD) и модернизации освещения — обычная практика, но обновления могут вводить новые электрические вызовы.

Понимание того, что сами энергоэффективные устройства могут быть корневой причиной — первый шаг. Современные VFD, электронные балласты и другая высокоэффективная электроника безупречно работают на современных распределительных системах, однако старые заводы могут бороться с нелинейными нагрузками, которые они создают.

Электрические проблемы, возникающие после модернизации энергоэффективности, обычно делятся на три категории:

• Применение
• Установка (включая пусконаладку)
• Обслуживание

Несоответствия VFD

VFD — самые популярные энергосберегающие устройства для центрифужных насосов, вентиляторов и дутчиков. Варируя скорость двигателя, они поддерживают расход и температуру эффективнее, чем дроссельные клапаны. Однако проблемы возникают, когда:

• VFD не правильно размерен или выбран.
• Установка привода и двигателя не предвидела VFD.
• Параметры были ошибочно сконфигурированы при пусконаладке.
• Гармонические токи не учитывались в проекте или обслуживании.

Нелинейные нагрузки и гармоники

VFD, балласты и многие системы управления — нелинейные нагрузки. Они потребляют ток импульсами, создавая выемки в синусоиде и генерируя гармонические токи, которые обратятся в распределительную систему на кратных 60 Гц. Третья гармоника (180 Гц) может перегревать нейтрали и трансформаторы; пятая гармоника (300 Гц) может вызывать перегрев двигателей, шум и неэффективность.

Кратко: Каждое электронное устройство вводит гармоники и искажение напряжения.

Другие нелинейные нагрузки, добавленные во время обновлений — компьютеры, ПЛК, компоненты автоматизации зданий — также вносят вклад. Всегда используйте true-RMS измеритель при измерении этих нагрузок; см. руководство Fluke по true-RMS.

Чувствительные системы управления

Системы управления часто чувствительны к качеству энергии. Оборудование, установленное для экономии энергии, парадоксально, может вызывать неэффективности и скрытые затраты обслуживания.

К счастью, многие проблемы решаются быстрыми проверками и стандартным устранением неисправностей.

Примеры устранения неисправностей VFD

Типичные симптомы: плохой контроль скорости двигателя или ложные срабатывания. Вероятные виновники включают:

• Трехфазное несбалансированное напряжение.
• Гармоники, обратящиеся в распределительную систему.

Например, чиллер с VFD может неверно контролировать температуру, если гармоническое искажение напряжения влияет на ПЛК и температурные контроллеры.

Неверная проводка тахометра также может ввести VFD в заблуждение. Решение: Используйте экранированные кабели для низковольтных сигналов и заземляйте только один конец. Держите эти кабели подальше от силов проводников, чтобы избежать электромагнитных помех.

Проверки установки

Проверьте, что привод, двигатель и аксессуары были правильно выбраны. Пройдитесь по установке для подтверждения правильных типов кабелей, экологической пригодности, чистоты корпуса и вентиляции.

Проверки параметров привода

Пересмотрите запрограммированные параметры. Они должны соответствовать табличке двигателя и быть установлены для предполагаемой операции (например, переменный момент для насосов). Ошибочные настройки или случайные сбросы часто вызывают проблемы с производительностью.

Быстрые проверки измерений

Измерьте входное напряжение VFD true-RMS мультиметром для подтверждения, что несбалансированность напряжения в пределах спецификации производителя. Используйте зажимной измеритель качества энергии или анализатор для оценки уровней гармоник на входе VFD и на фидере, обслуживающем другие нагрузки.

Решение: Если несбалансированность — проблема, перераспределите однофазные нагрузки. Если гармоники доминируют, проконсультируйтесь с производителем привода или поставщиком гармонических фильтров для выбора правильно настроенного фильтра.

Проблемы модернизации освещения

Модернизация освещения часто ведет к мерцанию, неработе или ложным срабатываниям выключателей. Эти симптомы обычно исходят от гармоник. Исследование IEEE обнаружило, что люминесцентное освещение, составляющее 25% или больше нагрузки объекта, может запускать значительные гармонические проблемы.

Электронные балласты могут перегружать общие нейтрали в старых заводах, вызывая перегрев нейтралей, щитов и трансформаторов. Совет: Добавьте выделенные нейтральные проводники по фазам по необходимости и используйте инфракрасную термографию для раннего обнаружения перегрева.

Управление диммерами

Диммирование T-8 ламп с электронными балластами или переход на CFL экономит энергию. Соответствие типа диммера балласту и лампе существенно; несоответствия могут повредить компоненты.

Проводка управления 0-10 В должна быть короткой и далека от силов проводников для предотвращения нестабильного контроля освещения.

Автоматизированные системы освещения, которые запускаются или останавливаются нестабильно после модернизации, должны проверяться на работу датчиков. Многие фото-сенсоры позволяют корректировать мертвую зону для тонкой настройки времени включения/выключения.

Перегрев двигателей

Переключение банков освещения для экономии энергии может создавать фазовые несбалансированности, повреждающие трехфазные двигатели. Совет: Следите за напряжением двигателя во время всех операций завода; держите несбалансированность напряжения ниже 1% и избегайте превышения 5% для предотвращения повреждений.

Заключение

Квалифицированная, хорошо оборудованная команда обслуживания — лучшая защита от проблем после обновлений. Понимание энергосберегающей системы, пересмотр проектирования, установки и процедур пусконаладки, и применение систематического устранения неисправностей с правильными инструментами сохранят экономию и продлят срок службы оборудования.

Обратитесь к Рисунку 1 для общих проблем после обновлений и руководства быстрыми проверками.

Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт Fluke Corporation по адресу www.fluke.com.

Рисунок 1. Типичные проблемы, сообщаемые после модернизаций энергоэффективности, и быстрые проверки для их решения.

Рисунок 2. Сохраните свою экономию от модернизации, устраняя неисправности и ремонтируя проблемы внутри компании.