Трехфазные стабилизаторы переменного напряжения с функцией энергосбережения NORMEL

Общие сведения и назначение

Одним из приоритетов государственной политики России является снижение энергоемкости экономики страны, повышение эффективности энергопотребления и энергосбережение. В условиях современной экономики такая задача стоит перед каждым предприятием потребителем энергоресурсов.

Наша цель техническое воплощение данной задачи с применением инновационных технологий в практическом решении - это нормализаторы NORMEL.

Философия NORMEL - в единстве решений по энергосбережению, качественному питанию и защите оборудования, что выражается в применении инновационных технологий, неординарных технических характеристиках оборудования и использовании высококачественных современных комплектующих и схемных решений.

Контроль качества и надежности изделий гарантируют, что каждое изделие NORMEL отвечает самым высоким требованиям потребителя и будет надежно работать в любой системе и в любых условиях.

Полная линейка высококачественных нормализаторов способна удовлетворить любые запросы с учетом целесообразных затрат на решение проблем электропитания Вашего оборудования.

Современное инновационное устройство NORMEL создано для решения вопросов эффективности использования электроэнергии и оборудования в любой сфере деятельности.

Принципы и технологии заложенные в наше оборудование прошли длительное тестирование на различных предприятиях и в технических лабораториях. Технологии NORMEL показали отличные результаты как эффективное средство для решения проблем энергоснабжения и энергосбережения.

В устройстве NORMEL заложены следующие принципы:

Принцип работы устройства NORMEL

Нормализаторы NORMEL обеспечивают качество электроэнергии в соответствии с действующим межгосударственным стандартом ГОСТ РФ 13109 - 1997 г. в процессе автоматического регулирования величины входного напряжения +/-5%.

При уровнях напряжения имеющих значительные отклонения от требований ГОСТа, возможно использование 2х или 3х нормализаторов с последовательным включением, что приведет к расширению диапазона регулирования напряжения, соответственно в 2 и 3 раза.

Изделия серии ESSV функционально обеспечивают следующие режимы работы:

  • <ТРАНЗИТ> - напряжение на нагрузке равно напряжению сети;
  • <ПОНИЖЕНИЕ СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ> - напряжение на нагрузке ниже напряжения сети на заданную величину;
  • <ПОВЫШЕНИЕ СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ> - напряжение на нагрузке выше напряжения сети на заданную величину.

 

экономия

Устройство изделия ESSV разработано на основе патента РФ №2237270 от 09.01.2003 и №2377630 от 16.09.2008.

Область применения

Нормализаторы NORMEL серии ESSV широко применяется в качестве индивидуального энергосберегающего устройства стабилизированного питания во всех сферах народного хозяйства.

применение

В схеме указаны лишь некоторые примеры области применения данного устройства.

Экономическая эффективность

эффективность

Методика расчета экономической эффективности функции энергосбережения

Σ = ΔP · cosφ · T · tфакт.загрузки

Σ - сумма экономии

ΔPфакт = 12 ÷ 20 % при cos φ= 0,6 ÷ 1 (где cos φ - соотношение в нагрузке потребителя реактивной и активной мощностей), т.е. ΔPфакт = ΔP * cos φ (Вт)

T - тариф за 1 кВт/ч = (1,5-4) рубля.

tфакт.загрузки - время фактической загрузки - 8760 часов (24 часа*365 дней)

Таблица зависимости эффекта экономии от типа нагрузки.
от 0,6 до 1 Const или циклическая const ΔP от P нагрузки Характеристика линейная
1 ≈20%
0,6 ÷ 1 от 12% до 20%
Ниже приведены примеры окупаемости устройств NORMEL
пример 1
пример 2

Номенклатура и цены

Энергосберегающие нормализаторы NORMEL серии ESSV-I Стоимость стабилизации 1 кВА с применением нормализатора серии ESSV составляет 1500 рублей, у прочих этот показатель равен 3500 рублей и более

Серия ESSV-I Трехфазный одноступенчатый с контролем напряжения по каждой фазе
Тип

Номинальный

ток, А

Максимальная

мощность

нагрузки, кВА

Диапазон входного

напряжения сети, В

Габаритные

размеры, мм

Вес, кг

Цена, руб.

с НДС 20% от

ESSV-I3.200-050-02 50 35 170 ÷ 260 800х750х350 65 103 200,00
ESSV-I3.200-080-02 80 55 170 ÷ 260 800х750х350 70 156 600,00
ESSV-I3.200-130-02 130 85 170 ÷ 260 800х750х350 85 198 840,00
ESSV-I3.200-160-02 160 110 170 ÷ 260 800х750х350 110 256 800,00
ESSV-I3.200-205-02 205 135 170 ÷ 260 800х750х350 120 288 240,00
ESSV-I3.200-250-02 250 165 170 ÷ 260 800х750х350 125 352 320,00
ESSV-I3.200-330-02 330 220 170 ÷ 260 800х750х350 130 425 040,00
ESSV-I3.200-415-02 415 270 170 ÷ 260 800х750х350 135 585 628,00
ESSV-I 3.200-500-02 500 330 170 ÷ 260 1040х900х450 225 715 414,00
ESSV-I 3.200-630-02 630 400 170 ÷ 260 1040х900х450 250 832 638,00

При уровнях напряжения имеющих значительные отклонения от требований ГОСТа, возможно использование двух и трех нормализаторов с последовательным включением, что приведет к расширению диапазона регулирования напряжения.

уровни напряжения

Принцип экономии электроэнергии

Принцип работы нормализатора NORMEL основан на автоматической коммутации обмоток фазных трансформаторов с помощью коммутационных аппаратов в зависимости от значений входных фазных напряжений.

принцип Uн – напряжение на нагрузки (В) Iн – ток нагрузки (А) Iн – сопротивление нагрузки (const)(Ом) В случае если Uн ≥ 222В активируется режим вольтопонижения, при этом Uн = 222В - 12В = 210В. Так как Rн = const, то в соотвествии с законом Ома, U = I · Rconst, I↓=U↓/Rconst

Ток в цепи также снижается. Мощность P = U · I. Сопротивление носит омический характер, из чего следует
P = U · I или P = U2/R ;  P = I2 · R

ΔP = ΔU2/R или ΔP = ΔI2 · R или ΔP = ΔU · ΔI

Принимаем во внимание, что ток I и напряжение U уменьшаются, то
ΔP = ΔU2/R или ΔP = ΔI2 · R , из чего следует, что ΔP = ΔU · ΔI

Заключение: при понижении уровня напряжения потребителя снижается потребляемая электрическая мощность, на чем основан принцип работы изделия.

Технические характеристики и описание

Чтобы помочь Вам разобраться в продукции мы предлагаем нижеследующее техническое описание нормализаторов NORMEL и заложенных в них принципов и технологий

контроль

 

нормализатор

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ НОРМАЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ NORMEL - производится как устройство модульного построения, заключенное в единую металлическую оболочку размерами 800х750х350(мм), выполненную из стали толщиной 1,5 мм.с высококачественным полимерным покрытием.

 

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ НОРМАЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ NORMEL включает в себя оригинальный электронный блок управления и силовую часть.

блок управления

 

Блок управления оснащен системой индикации, выполняющий следующие функции:

система индикации

 

Сравнение характеристик энергосберегающих нормализаторов NORMEL и стандартных стабилизаторов мощностью 55 кВА

Характеристика

Стандартные стабилизаторы

Энергосберегающие нормализаторы NORMEL

Мощность

55 кВА

55 кВА

Снижение затрат на электроэнергию

Не снижают, т.к. сами являются потребителями электроэнергии

от 10%

Совокупный экономический эффект

_

до 70%

Качество получаемой электроэнергии

Иногда являются источниками высших гармоник

В  соответствии с межгосударственным стандартом

ГОСТ 13109-97

Устранение высших гармоник

КПД

95,0%

99,7%

Габариты

 

в 3-6 раз меньше стандартного стабилизатора

Вес

250 кг

70 кг

Обслуживание

Ежемесячный осмотр и настройка оборудования

Необходим только профилактический осмотр не более одного раза в год

Увеличение срока службы  подключаемого оборудования

в 1,5 раза

в 2-4 раза

Цена

В среднем 250 тыс. рублей

125 тыс. рублей

Срок окупаемости

Не окупаются, т.к. сами являются потребителями электроэнергии

За счет энергосбережения

4-18 мес.

Стандартная схема применения трансформаторов типа ОСМ

схема

Кт – коэффициент трансформации ОСМ

В этом случае трансформации подвергается вся мощность, передаваемая на нагрузку из сети, следовательно, мощность трансформатора должна равняться мощности нагрузки

Оригинальная схема применения трансформаторов типа ОСМ в нормализаторах NORMEL

Принцип работы энергосберегающего нормализатора переменного напряжения  NORMEL основан на применении трансформатора, регулирующего напряжение и включенного по различным схемам.

1.Режим «ТРАНЗИТ», когда напряжение  сети равно напряжению нагрузки.

транзит

Обмотки трансформатора W1 W2 включена параллельно, их суммарное сопротивление близко к нулю.

Поэтому напряжение сети Uс  практически равно напряжению на нагрузке Uн.  Ток в сети Ic  равен току нагрузки Iн. Энергия передается из сети в нагрузку на 100% электрическим путем.

 

2. Режим понижения напряжения на нагрузке.  

нагрузка

Трансформатор включен как автотрансформатор с указанной полярностью.  Обмотка высшего напряжения W1 индуцирует в обмотке  низшего напряжения W2  Э.Д.С. U2, направленную встречно напряжению в сети. Напряжение на нагрузке равно разности сетевого напряжения и U2:Uн = Uс - U2.

По первому закону Кирхгофа для точки m: Iн = Iс + I1,где Iс  - доля тока, передаваемого из сети в нагрузку, за счет электрической связи(основная доля).

I1 - доля тока, передаваемого из сети в нагрузку, за счет электромагнитной связи. (Дополнительная, малая доля).
 

Для трансформатора I1 = Iс  / K (гдеK- коэффициент трансформации трансформатора).

K=W1 / W2.
 

Значит, доля тока, передаваемого из сети в нагрузку за счет электромагнитной связи, в K раз меньше доли тока, передаваемого за счет электрической связи. Иначе говоря, мощность регулировочного трансформатора в K раз меньше мощности подключаемой нагрузки, что коренным образом  влияет на габариты, вес, стоимость и К.П.Д. стабилизатора.
 

Например, если имеем  1 кВа;   220/12 В, то   К = 220 / 12 = 18.
Доля электрически передаваемого тока: Iэ = 1000/12=83,3 А;
Доля тока, передаваемая электромагнитным способом:Iэм = 1000/220 = 4, 54 А
 

3. Режим повышения напряжения на нагрузке.

нагрузка

Трансформатор включен по автотрансформаторной схеме с указанной полярностью. Здесь обмотка W1  индуцирует в обмотке  W2  Э.Д.С., направленную согласованно с напряжением сети. Напряжение Uн   (Uн = Uс + U2),т.е. равно сумме напряжения сети и индуцируемого напряжения. Ток (энергия) из сети в нагрузку передаются за счет электрической связи (основная доля) и электромагнитной связи.  Рассуждаем так же, как и для режима 2. Удобно рассматривать режимы работы. Анализируя автотрансформаторную схему включения трансформатора.  

Введем понятие коэффициента трансформации автотрансформатора КАТ.
 

Для режима 2:КАТ = W1 /( W1 +W2) = U1 / (U1 + U2).
 

Для режима 3:КАТ = ( W1 +W2) / W1  = (U1 + U2)/ U1.
 

Для схем режимов 1, 2, 3  rn – сопротивление элементов сети (проводов, кабелей, трансформаторов и т.д.) от источника до места установки стабилизатора.

Составим таблицу для режима 2 из условия применения стандартных трансформаторов с различными коэффициентами трансформации.

Приводим таблицу энергетических показателей нормализатора при использовании стандартных трансформаторов. (Табл.1).

Таблица 1.

Энергетические показатели нормализатора напряжения

при использовании стандартных трансформаторов

Трансформатор

ат

Кат²

Кат4

Sт/Sн , %

220/6

0,97

0,94

0,88

3

220/12

0,95

0,90

0,81

5

220/14

0,94

0,88

0,78

6

220/24

0,90

0,81

0,66

10

*Где

Кат  – коэффициент трансформации автотрансформатора, 

Sт/Sнг  – отношение номинальной мощности регулировочного трансформатора к мощности подключаемой нагрузки, %.

 

МОНТАЖ, ОБСЛУЖИВАНИЕ И СЕРВИС

ПРОСТОЙ МОНТАЖ - Достаточно установить нормализатор NORMEL между прибором коммерческого учета напряжения и контролируемой нагрузкой.*

учет

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

1.   После транспортировки при отрицательных температурах или повышенной влажности перед включением нормализатор следует выдержать в нормальных климатических условиях не менее 2 часов.

2.   Произвести внешний осмотр изделия на предмет отсутствия повреждения корпуса.

3. Установить изделие на горизонтальной ровной твердой поверхности (пол, стол,

стеллаж) в специально отведенном для него месте, обеспечивающем:

свободный приток охлаждающего и отвод нагретого воздуха, свободный доступ к устройству для его подключения и проведения технического обслуживания.

4.   Подключение изделия:

      a.   В целях безопасности проведения монтажных работ, отключить питающую сеть;

      b.  Заземлить изделие, соединив контакты для заземления корпуса с шиной

заземления отдельным медным проводом сечением не менее 2,5 мм;

      c.   Подключить устройство в соответствии со схемой на Рис.1.

5.  После окончания монтажных работ проверить правильность подключения согласно данному техническому паспорту.

подключение

Рис.1

ПОРЯДОК РАБОТЫ

После подключения изделия к сети и нагрузке, в соответствии с настоящим руководством, включить автоматические выключатели Q1, Q2, Q3, расположенные внутри устройства. Подать на устройство питающее напряжение, включив автоматический выключатель Qs. После этого автоматически произойдет включение устройства, и НОРМАЛИЗОВАННОЕ напряжение будет передано на нагрузку.

ОБСЛУЖИВАНИЕ

В период эксплуатации устройства, обслуживающий персонал, не реже одного раза в 6 (шесть) месяцев должен проводить техническое обслуживание изделия, которое включает:

·         осмотр устройства и подключенных к нему проводов с целью выявления их повреждений;

·         протяжку клемных соединений;

·         удаление пыли и грязи с поверхностей устройства сухой ветошью или щеткой.

 

ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

Гарантийный срок эксплуатации устройства – 12 (двенадцать) месяцев.

Предприятие-изготовитель гарантирует безотказную работу нормализатора NORMEL при соблюдении потребителем условий эксплуатации, транспортирования, хранения в соответствии с требованиями, указанными в  руководстве по эксплуатации.

Условия гарантии и требования по эксплуатации указаны в паспорте устройства.