Cos phi verbetering (compensatie blindstroom)
Janitza is een belangrijke speler op het gebied van cos-phi compensatie en het filteren van hogere harmonischen. In alle regelbare cos-phi compensatiebanken is de prophi regelaar van Janitza ingebouwd. Een zeer intelligente regelaar die door de slimme software minder schakelhandelingen uitvoert en “vooruit kan denken”. Hierdoor wordt de levensduur van de compensatiebank verlengd.Dit zijn genoeg redenen om bij het fenomeen blindvermogen stil te staan.
Wat is blindvermogen?
Het doel van het elektriciteitsnet is het transporteren van energie van de bron naar de verbruiker. De energie bestaat uit actieve (Pw) en reactieve (Pb) energie. De actieve energie wordt omgezet en mechanische energie (motor), licht (lamp) of thermische energie (warmte of koeling). Reactieve energie wordt gebruikt om het magnetisme in stand te houden van transformatoren, voorschakelapparatuur en gasontladingslampen. Hierdoor zijn stroom en spanning niet in fase. Bij een inductieve belasting “ijlt” de stroom na op de spanning. De mate waarin de stroom na-ijlt op de spanning geven we aan met phi, of de letter φ. Het is de hoek tussen spanning en stroom.
Daarnaast kan in sommige gevallen blindvermogen ontstaan door netvervuiling (harmonischen).
Blindvermogen door inductie (magnetisme)
Het doel van het elektriciteitsnet is het transporteren van energie van de bron naar de verbruiker. De energie bestaat uit actieve (Pw) en reactieve (Pb) energie. De actieve energie wordt omgezet en mechanische energie (motor), licht (lamp) of thermische energie (warmte of koeling). Reactieve energie wordt gebruikt om het magnetisme in stand te houden van transformatoren, voorschakelapparatuur en gasontladingslampen. Hierdoor zijn stroom en spanning niet in fase. Bij een inductieve belasting "ijlt" de stroom na op de spanning. De mate waarin de stroom na-ijlt op de spanning geven we aan met phi, of de letter φ. Het is de hoek tussen spanning en stroom.
De verhouding tussen werkelijk en schijnbaar vermogen is de arbeidsfactor of cosinus phi (cosφ). De arbeidsfactor wordt als volgt berekend:
Arbeidsfactor = Pw / Ps = cosφ (bij 50Hz)
Blindvermogen opgewekt door harmonischen
Door een veranderend gedrag van het net bij hogere frequenties kan het zijn dat het net meer blindvermogen genereert naarmate er meer hogere harmonischen in het net zitten.
De cosinus phi is de hoek tussen het werkelijk vermogen en het blind vermogen bij 50Hz. De arbeidsfactor is de som van de cosinus phi van een bepaald bereik aan harmonischen. Door de harmonische vervuiling wordt de arbeidsfactor lager dan de cosinus phi bij 50Hz.
In de meeste gevallen wordt het grootste deel van het blindvermogen opgewerkt door de slechte cosinus phi. Het is dus zaak om eerst hier verbetering in aan te brengen.
Consequenties van een slechte cosinus φ
- Overbelasting en oververhitting van de elektrische installatie
- hogere aansluitwaarde bij netbeheerder dan noodzakelijk
- Procentuele belasting per ruimte, rack of circuit
- Het onbedoeld uitschakelen van installatie automaten en dus processen
- Een boete van het energiebedrijf en een hogere energierekening dan nodig
- Een hoge energierekening
Het verbeteren van de cos-phi, of het reduceren van de blindstroom, is al snel zinvol. Daarnaast heeft het compenseren van de cos-phi een aantal positieve bijverschijnselen zoals:
- Opvangen van korte onderbrekingen en transienten wat bedrijfszekerheid verhoogd
- Hogere aansluitwaarde bij netbeheerder dan noodzakelijk
- Compensatie van sterk wisselende belastingen in korte tijd
- Filteren van harmonischen
- Een sterke reductie van de CO2 uitstoot
Waar compenseren?
Decentraal compenseren (dus installatie van de cos-phi compensatie bij de belasting) wordt in het algemeen aangeraden bij verbruikers met een individuele belasting van meer van 25kW die bijna altijd in bedrijf zijn zoals grote ventilatoren, hamermolens en transformatoren met een relatief stabiele belasting.
Centraal compenseren (dus installatie van de compensatie bij de hoofdverdeler) wordt aangeraden bij een wisselende belasting. Er wordt dan bijna altijd gekozen voor een automatisch geregelde compensatiebank.
Decentraal versus centraal compenseren
Typen compensatiebanken
Wij adviseren in standaard situaties altijd verstemde compensatiebanken te gebruiken. Deze compensatiebanken filteren harmonischen en beschermen het TF signaal van het energiebedrijf tegen kortsluiting.
1. Niet geregelde, verstemde compensatiebank (met spoelen)
Een niet geregelde, verstemde compensatiebank wordt vaak gebruikt bij motoren met een relatief hoog vermogen en nettransformatoren, met een relatief stabiele belasting.
2. Geregelde compensatiebank met verstemming
Een geregelde compensatiebank met verstemming adviseren wij bij situaties waarbij centraal wordt gecompenseerd en de belasting kan wisselen. De capaciteit van een geregelde compensatiebank wordt met behulp van de Janitza Prophi regelaar precies afgestemd op de hoeveelheid benodigde compensatie capaciteit. Op deze manier wordt overcompenseren voorkomen en is de set universeel toepasbaar.
3. De thyristor geregelde compensatiebank met verstemming
De thyristor geregelde compensatiebanken worden gebruikt in situaties waarbij de belasting snel wisselt zoals lasstraten, lift-systemen, kranen en spuitgietmachines. De thyristoren schakelen snel en precies op de nuldoorgang van de stroom. Hierdoor wordt de belasting snel en precies gevolgd waardoor onder- of overcompensatie wordt voorkomen.
| Verstemde compensatiebank zonder regeling | Verstemde compensatiebank met regeling | Verstemde compensatiebank met thyristor regeling |
Acht vragen om te komen tot een goede cos-phi compensatie
Met cos-phi compensatie kunt u veel kosten besparen, maar het niet juist toepassen van deze compensatie kan leiden tot problemen zoals over- of ondercompensatie, problemen met het energiebedrijf of overbelasting, schade of zelfs brand. Daarom willen wij u voorzien van een goed advies.
Daarom is het verstandig antwoord te generen op de volgende 8 vragen:
1. In wat voor omgeving wordt de compensatie toegepast?
a. Industrie / kantoor / schone procesindustrie
2. Is er plaats om de compensatie weg te zetten?
a. De fysieke ruimte voor plaatsing van de compensatie
b. Vocht en vuil is slecht voor de compensatie
c. De ruimte mag niet te warm worden
3. Is er ruimte op de verdeler om de compensatie aan te sluiten?
a. Voor de aansluiting van de compensatie zijn 3 fasen en een aarde nodig.
b. Denk om de juiste toepassing van afzekerwaardes en kabeldoorsnedes van de compensatie.
Download hier de tabel voor afzekerwaardes en kabeldoorsnedes.
4. Wat voor transformator staat er waarop gecompenseerd moet worden?
a. Hoeveel kVA is de transformator
b. Wat is de kortsluitspanning van de transformator (in % op typeplaatje)
c. Staan er transformatoren parallel?
5. Wat voor belasting zit er op de te compenseren installatie?
a. Snel wisselende belastingen? (puntlasmachine, kraan), dan thyristor geregelde compensatie.
b. Veel netvervuiling? (freq. regelaars, schakelende voeding etc. las apparatuur)
6. Wat is de frequentie van het aanwezige toonfrequent signaal?
a. Hoeveel Hz is het TF signaal. Uw netbeheerder weet hier antwoord op.
7. Is de regelaar eenvoudig aan te sluiten?
a. Voor de Janitza regelaar is 1 stroomtransfomator nodig. Mag en kan deze worden gebruikt?
b. Is de stroomtransformator kort te sluiten?
c. Is er een veilige meetspanning aanwezig?
8. Hoe groot moet de capaciteit zijn van de condensatorbank?
a. Maak gebruik van het forTop calculatieblad. Download hier de tabel.
Bron: http://www.4top.nl/nl/oplossingen/energietechniek/cos-phi-verbetering
