Ograniczenie zmian wartości napięcia

Zwykle zmiany napięcia w zakresie ±10% jego wartości znamionowej są niegroźne dla różnego rodzaju urządzeń i systemów, z tym że jego wahania mogą spowodować migotanie światła – ang. flicker. Jest to wrażenie niestabilności postrzegania wzrokowego na skutek zmian strumienia świetlnego, które może być bardzo uciążliwe. Zjawisko to oceniane jest za pomocą dwóch wskaźników: krótkookresowego migotania światła (P z indeksem st – ang. short-term flicker severity value) i długookresowego migotania światła (P z indeksem lt – ang. long-term flicker severity value).

W przypadku źródeł światła każda zmiana napięcia powoduje zmianę strumienia świetlnego, natomiast w przypadku silników elektrycznych zmianę momentu obrotowego. Wpływ zmian napięcia na inne urządzenia elektryczne zależy przede wszystkim od ich konstrukcji i może spowodować zarówno obniżenie wartości współczynnika mocy (przekształtniki statyczne), brak transmisji sygnałów lub błędy w ich przekazie (sprzęt elektroniczny), czy też zmniejszenie wydajności procesu technologicznego (urządzenia do elektrolizy i urządzenia elektrotermiczne).

Amplitudę zmian napięcia można ograniczyć lokalnie poprzez zmniejszenie zmian mocy biernej w sieci zasilającej – instalując np. scentralizowany statyczny stabilizator napięcia lub dynamiczny stabilizator napięcia.

Statyczny stabilizator napięcia to zwykle włączony równolegle (pomiędzy siecią zasilającą, a odbiornikami energii elektrycznej) układ zbudowany z elementów biernych pojemnościowych (kondensatorów) i/lub elementów biernych indukcyjnych (dławików), które są załączane (sterowane) fazowo. Może być to również układ wykorzystujący zjawisko nasycenia obwodu magnetycznego (np. dławik z obwodem sterującym prądu stałego lub dławik samonasycający się). Podstawowym kryterium oceny przydatności tego typu aktywnego stabilizatora napięcia jest jego czas reakcji.

Dynamiczny stabilizator napięcia to z kolei włączona równolegle (pomiędzy siecią zasilającą, a odbiornikami energii elektrycznej) maszyna synchroniczna z odpowiednim sterowaniem, będąca tradycyjnym, regulowanym źródłem mocy biernej (której charakter jest zależny od wartości prądu wzbudzenia – przy niedobudzeniu jest on indukcyjny, przy przewzbudzeniu jest on pojemnościowy). Może być jednocześnie źródłem mocy mechanicznej, w przypadku gdy pełni także rolę napędu. Niewątpliwą zaletą maszyny synchronicznej jest możliwość pracy zarówno przy nieodkształconych jak i odkształconych przebiegach sinusoidalnych. Ponadto, nie wzbudza drgań elektromagnetycznych w sieci zasilającej i nie wprowadza do niej wyższych harmonicznych prądu. Wady to przede wszystkim duże gabaryty i wysoki poziom hałasu. Podstawowym kryterium oceny przydatności tego typu aktywnego stabilizatora napięcia jest szybkość zmian wartości generowanej mocy biernej, która jest w przybliżeniu równa szybkości zmian wartości wspomnianego prądu wzbudzenia. Dynamiczny kondycjoner parametrów zasilania to urządzenie składające się z ze specjalnego, trójodczepowego dławika włączonego szeregowo pomiędzy siecią zasilającą, a zabezpieczanymi odbiornikami energii elektrycznej (w szczególności przed wahaniami i zapadami napięcia, zanikami i udarami napięcia, a także odkształceniami harmonicznymi). Do środkowego odczepu podłączona jest z kolei maszyna elektryczna zbudowana z silnika/prądnicy synchronicznej, koła zamachowego i silnika pomocniczego. Podczas normalnej pracy zabezpieczane odbiorniki energii elektrycznej zasilane są z sieci poprzez dławik, który zapobiega nagłym zmianom natężenia prądu elektrycznego. W tym czasie maszyna synchroniczna pracuje jako silnik, pełni rolę kompensatora, między innymi poprawiając wartość współczynnika mocy. Natomiast silnik pomocniczy utrzymuje stałą prędkość koła zamachowego magazynującego energię kinetyczną. W przypadku zaniku napięcia trwającego zwykle do 100 milisekund koło zamachowe oddaje zmagazynowaną energię maszynie synchronicznej, która w tym czasie pracuje jako prądnica, generując sinusoidalny przebieg napięcia.

Dynamiczne stabilizatory napięcia, a także dynamiczne kondycjonery parametrów zasilania to rozwiązania przeznaczone głównie dla odbiorców przemysłowych, ze względu na ich dużą moc, a także gabaryty i hałas.

W przypadku konieczności zastosowania rozwiązań takich jak statyczne lub dynamiczne stabilizatory napięcia – zapraszamy do kontaktu.