Існуючі на сьогодні системи електропостачання вже не відповідають сучасним вимогам як за своєю надійністю, так і за якістю. Це пояснюється широким застосуванням пристроїв із нелінійним та несиметричним характером споживання електроенергії. Пристрій реноватор забезпечить належну якість електроенергії в розподільних електромережах на рівні вимог європейського стандарту, стабільної роботи електрообладнання та підвищення надійності електропостачання.
Із кожним роком у сучасному світі дедалі більше загострюються проблеми енергозбереження й енергоефективності. З розвитком промисловості зростають рівні споживання електроенергії та вимоги до надійності електропостачання, якості постачання енергоресурсів та їх економії. Разом з тим, існуючі системи електропостачання вже не відповідають сучасним вимогам як за своєю надійністю, так і за якістю. Це пояснюється широким застосуванням пристроїв із нелінійним та несиметричним характером споживання енергії. Розподіл навантажень по фазах, як і споживання енергії, стає нерівномірним, оскільки від електричної мережі енергія відбирається частинами.
В електричну мережу генеруються вищі гармоніки струму, з’являються імпульси й зниження напруги, зростає сила струму в нейтральних провідниках, відбувається перекіс фазних напруг. Замість синусоїдальної форми крива струмів стає наповненою вищими гармоніками. Усе це призводить до значного зниження якості електроенергії та її додаткових втрат. При цьому, електронна апаратура й електротехнічні пристрої змушені працювати в критичних, а коли – навіть у закритичних режимах, що призводить до їх передчасного зношення, зниження ефективності роботи, а в деяких випадках – до виходу з ладу чи до аварій.
Крім цього, в електричних мережах України досить часто виникають аварійні ситуації, під час яких стаються обриви фазних або нульових провідників (нейтралів), у мережі з’являються високовольтні імпульси, що також може призвести до технологічних аварій, виходу з ладу, простоїв та до значних матеріальних збитків.
Згідно з дослідженнями, що проводилися європейськими фахівцями, збитки від споживання неякісної електроенергії у світовому масштабі становлять понад 500 млрд євро на рік.
Для розв’язання таких проблем Українським науково-дослідним інститутом цивільного захисту, спільно з партнерами, розроблено й налагоджено виробництво спеціального електротехнічного пристрою – реноватора електромережі.
Основним призначенням реноватора є забезпечення належної якості електроенергії в розподільних електромережах (на рівні вимог європейського стандарту EN 50160:2010), стабільної роботи електрообладнання та підвищення надійності електропостачання.
Реноватор мережі – пристрій, створений на базі унікальних запатентованих технологій, що дозволяє генерувати фазу або нуль у трифазній мережі в разі їх зникнення, забезпечувати відсутність перекосу фаз, фільтрувати вищі гармоніки у мережі, зменшувати втрати в мережі тощо.
Використання реноватора мережі – пряма економія електроенергії від 5% і вище від споживаної величини. Непряма економія виражається у збільшенні терміну служби електродвигунів, появі можливості плавного запуску електродвигуна при 8-10-кратному перевищенні робочого струму (навіть у аварійному режимі при обриві фази).
Функції реноватора мережі
Зрівнювання величини фазних напруг у фазах мережі
Реноватор мережі ефективно знижує асиметрії фазних напруг, зумовлені нерівністю навантаження по фазах у 10 і більше разів. Скажімо, якщо фазні напруги у трифазній низьковольтній мережі дорівнюють 170, 207, 250, то після приєднання реноватора ці напруги матимуть значення 202, 207, 212 В.
Придушення високовольтних імпульсів напруги
У промисловій мережі часто (до 1000 разів на рік) виникають імпульси напруги тривалістю 1-100 мкс, амплітудою від 1000 до 12000 В, що мають комутаційне та грозове походження, які здатні вивести з ладу промислову чи побутову техніку. Такі імпульси не вимірюються й не контролюються в мережі. Реноватор мережі зменшує напругу високовольтних імпульсів у 10 і більше разів.
Придушення вищих гармонік, кратних трьом (3, 9 і т.д.)
Під час пікового споживання електроенергії зростає рівень вищих гармонік напруг і струмів, що погіршує роботу промислової та побутової техніки чи засобів зв’язку. Реноватор мережі пригнічує вищі гармоніки щонайменше у 10 разів.
Зниження перехідних напруг та осідання напруги
Реноватор мережі повністю усуває явища, викликані перехідними процесами при вмиканні в мережу промислових і побутових приладів.
Економія електроенергії
При несиметричних підключеннях (однофазних двигунів, зварювальних апаратів, промислової чи побутової техніки й електроніки) та нелінійних навантаженнях в електричній мережі зростають втрати активної енергії, особливо в сільській місцевості, унаслідок чого відбувається додаткове нагрівання дротів і трансформатора, ізоляція якого старіє в 1,5-2 рази швидше. Підключення реноватора мережі практично усуває струми й вищі гармоніки у фазних дротах, включаючи нульовий, що зменшує втрати електроенергії в низьковольтній мережі та живить трансформатори (зменшується нагрівання магнітопровода й бака трансформатора).
Перетворення двох фаз на три
Перегорання одного з плавких запобіжників призводить до зникнення напруги в одній із фаз мережі чи в нульовому дроті. Підключення реноватора мережі забезпечує автоматичне відновлення напруги в тій фазі, де перегорів запобіжник, або здійснює формування нуля. У цьому випадку споживач електроенергії може навіть не помітити, що в мережі зникла фаза чи пропав нуль.
Засіб технічного захисту інформації
Реноватор мережі виключає можливість несанкціонованого доступу й зняття інформації колами електроживлення в діапазоні 60 Гц-10 кГц.
Реноватор умикається у трифазні чотирипровідні розподільні мережі з напругою 380 В, як правило, в місцях, близьких до центру навантаження. Його можна встановлювати на трансформаторних або розподільчих підстанціях підприємств.
Діапазон потужностей реноваторів, що випускаються: 10 кВА – 2500 кВА.
Застосування реноватора
Реноватор належить до пристроїв підвищеної надійності. Він не вимагає спеціального обслуговування, працює параметрично у автоматичному режимі (без участі людини та автоматики).
Застосування реноватора забезпечує:
- автоматичну генерацію однієї з лінійних фаз або нульової фази (нейтрали) в разі їх обриву за час ≤10-12 с;
- вирівнювання величин (симетрування) фазних напруг і струмів у фазах електромережі;
- стримування високовольтних імпульсів напруги (в тому числі грозового походження);
- придушення вищих гармонік, кратних і некратних трьом; зменшення перехідних напруг та осідання напруги;
- захист обладнання від наслідків фазних коротких замикань у мережі;
- збільшення терміну придатності служби трансформаторів живлення (через зменшення їх вібрації та зниження температури магнітопроводів та обмоток);
- покращення роботи контрольно-вимірювальної апаратури (підвищення точності вимірювань);
- економію споживання електроенергії (від 5 до 15%) через зменшення її додаткових втрат.
Застосування реноваторів є дуже актуальним для підприємств, де експлуатується високотехнологічне обладнання, котре, як правило, досить чутливе до якості споживаної електроенергії, особливо для підприємств, де навіть короткочасна зупинка роботи може призвести до виходу з ладу технологічного обладнання, викидів шкідливих речовин та до значних матеріальних збитків.
До речі, головною причиною трагічних наслідків аварії на АЕС «Фукусіма-1» стало порушення в системі електроживлення головних циркуляційних насосів охолодження ядерного реактора. Фінансовий збиток від аварії оцінюється більш ніж у 100 млрд дол. США.
Ефективність застосування реноватора підтверджена багаторічною практикою. На сьогодні реноватори встановлені й надійно працюють в електромережах у понад п’ятистах підприємствах й організаціях України, Росії, Казахстану, з-поміж яких: будівлі Верховної Ради України, Адміністрації Президента України, Кабінету Міністрів України, СБУ, Міноборони, КП «Київпастранс», підприємствах «Артем», «Стирол», «Тетра Пак Україна», «Оболонь», «Янтар», «Сандора», «Вінніфрут», Макіївський завод металоконструкцій, Миргородський завод мінеральних вод, Дарницький вагоноремонтний завод, ПАТ «Укртелеком», Вінницька кондитерська фабрика, друкарня «Бліц-Принт», Ощадбанк, Промінвестбанк, Ексімбанк, «Нафтахімімпекс», київські хлібокомбінати та ін.
Для визначення ефективності застосування реноватора попередньо проводиться комплексне обстеження якості енергії в електричній мережі підприємства. За результатами обстеження розробляються технічне завдання, в якому визначаються оптимальні технічні рішення щодо усунення проблем в електромережі. Невисока ціна реноватора в поєднанні з його багатофункціональністю дозволить окупити фінансові витрати на його придбання й установку впродовж короткого часу.
Геннадій Хроменков, УкрНДІЦЗ
