11. března 2015 09:40

Lisování kovů značně ovlivňuje elektrickou energii, kterou lze snížit i na polovinu

Lisování kovových dílů je základním prvkem subdodávky dílců pro zákazníky z automobilového, strojírenského, stavebního, elektrotechnického, potravinářského či chemického průmyslu. Automatizovaná linka s několika lisovacími stroji generuje v elektrické síti periodické vysoké proudové zatížení, které však lze snížit i o 50 %.

Inzerce

Reálný případ velké lisovny automobilových kovových dílů, která zpracovává tisíce tun plechu každý rok a dodává dveře a boční panely, přední kapoty a podvozkové díly do svých výrobních a montážních závodů po celé Evropě. Lisovací závod se skládá z 8 automatických lisů a navazujících strojních zařízení, jako jsou dopravníky, manipulační stroje a šrotovací proces. Každá lisovací linka lisuje komponenty pro jiný model vozidla a má svůj vlastní vyhrazený napájecí transformátor.

Specifický a opakovaný proces lisovacích strojů, které pracují simultánně, může odebírat až dvojnásobek energie a ovlivňovat kvalitu výroby ostatních strojů ve výrobním závodě.

Lisovací stroje generují při běžném provozu vysokou spotřebu činného (kW) a jalového výkonu (kVAr). Spotřeba elektrické energie je dána třemi hlavními proměnnými; lisovací tlak, který je třeba použít na plech při jeho zpracování, tloušťka oceli a tlak potřebný k uvolnění dílu z bloku raznice. V případě, že je provozováno více lisovacích linek na jednom místě, mohou způsobit vážné poruchy na elektrické síti, a tím ovlivnit další výrobní procesy v rámci závodu. Tyto poruchy mohou ovlivnit i další zařízení, které sdílejí stejnou elektrickou infrastrukturu.

V případě tohoto lisovacího závodu byly napájecí transformátory pod vysokým zatížením, vzhledem ke kontinuálnímu a souběžnému provozu všech lisovacích linek, které měly za následek vysokou spotřebu jalového výkonu (kVAr) a činného výkonu (kVA). Tento trvalý stav vedl k přetěžování a přehřívání transformátorů. K jejich zahřívání přispívala i přítomnost harmonického zkreslení, a tak některé transformátory byly vystavovány provozním teplotám nad 100 stupňů Celsia.

Při měření byly zaznamenány jednotlivé parametry odběru a spotřeby v běžném pracovním režimu lisovacích strojů. Zde bylo zjištěno, že spotřeba energie kolísá dynamicky, roste z cca 10 kW v klidovém stavu až na 400–420 kW a jalový výkon dosahuje až 650 kVA v každém lisovacím cyklu. Výsledkem byly nepřijatelné výkyvy napájení a vysoká spotřeba energie. Pro dosažení stabilnějšího napětí bylo nezbytné odstranit nebo snížit špičky spotřeby jalového výkonu.

Kvalita elektrické energie byla řešena instalací vhodně navrženého systému kompenzace, jehož kapacita byla zvolena pro vykrytí jalového výkonu a napěťových poklesů v síti. Systém byl nastaven i na filtrování 5. harmonické pro omezení zahřívání transformátoru.

Výhody kompenzace jalového výkonu v reálném čase jsou schopny využít lisovny kovů napříč všemi odvětvími. Po instalaci tohoto typu kompenzátoru dochází ke zlepšení stability napětí, snížení nákladů na údržbu, zvýšení využití stávajících transformátorů, snížení zátěže vlivem harmonického zkreslení nebo odstranění sankcí za nízký účiník. Takovéto výsledky však přináší pouze systémy pracující v reálném čase. Klasické kompenzátory jak s reléovými nebo polovodičovými spínači v těchto případech naopak přinášejí zhoršení situace.

V tomto případě přinesla instalace kompenzátoru pracujícího v reálném čase EQUALIZER konkrétní výsledky: proudové zatížení na každé lisovací lince se snížilo o téměř 50 % (z 1150 A na < 570 A), průměrné napětí na každém transformátoru se zvýšilo o cca 2,5 % (o 10 V), spotřeba jalového výkonu (kVAr) razantně klesla z 245 kVAr na méně než 50 kVAr, zvýšil se tím účiník na průměr více než 0,95 a potřeba činného výkonu (kVA) se snížila o více než 45 % (z 840 kVA na méně než 450 kVA).

„Kontrola kvality elektrické energie a řešení zjištěných nedostatků případnou kompenzací mělo v uvedeném případě i další výhody, jako jsou možnost dalšího využití uvolněné kapacity transformátoru, snížení jeho provozní teploty nebo snížení celkového zatížení a ztrát v elektrickém systému v továrně,“ říká Jaroslav Smetana, zakladatel a ředitel společnosti Blue Panther. „Pro finanční a provozní ředitele přináší kompenzace výhody ve formě nižších celkových nákladů za elektřinu a minimalizace prostojů linky souvisejících s elektřinou,“ dodává J. Smetana.

www.blu-panther.cz

O společnosti Blue Panther

Společnost Blue Panther s 20letou tradicí je předním odborníkem na elektrickou energii a poskytuje nejen výrobním podnikům auditorskou a konzultační činnost v otázkách kvality elektrické energie a její spotřeby. Prostřednictvím svých certifikovaných odborníků s dlouholetými zkušenostmi a vyškolených specialistů analyzuje aktuální situaci, vyhledává příčiny problémů dané kvalitou elektrické energie a navrhuje škálu možných řešení. Vše s cílem zajištění ekonomického přínosu a úspor pro podnik.

Své praktické zkušenosti společnost dlouhodobě udržuje a získává i prostřednictvím dodávek profesionálních měřicích přístrojů a poskytování souvisejících odborných služeb, jako jsou záruční a pozáruční servisní středisko a školicí středisko pro zvyšování kvalifikace. Společnost je též zřizovatelem a provozovatelem certifikované kalibrační laboratoře.

Od roku 2008 je též držitelem certifikátu ISO 9001:2008 pro dodávky a servis měřicí techniky.