Poland
 
en
pl
 
Poland
 
en
pl
 

Prąd stały dla wydajnej fabryki jutra

Znajomość prądu stałego i odpowiednich kabli


Stało się jasne, że zasilanie w fabrykach przemysłowych będzie w przyszłości coraz częściej realizowane za pomocą prądu stałego. Odchodząc od poprzedniego zasilania prądem przemiennym, można osiągnąć wyższą efektywność energetyczną i wiele innych zalet w coraz większej liczbie zastosowań, które już wewnętrznie polegają na obwodach pośrednich DC. Oznacza to, że firmy mogą również zmniejszyć emisje CO2.


Jakie korzyści i możliwości oferuje system zasilania DC?


W poniższym tekście można znaleźć przegląd celów fabryk zasilanych prądem stałym. Kable i druty są niezbędnymi komponentami przy planowaniu budowy takiej infrastruktury. Oczywiście możemy dostarczyć Państwu nasz asortyment kabli DC do zakresu niskonapięciowego, który jest doskonale dostosowany do wymagań przemysłowych.

Publikacja „Obliczanie przekroju kabla dla prądu stałego”

Nasi eksperci ds. prądu stałego stworzyli doradcę, który może pomóc w obliczeniu i doborze przekroju kabli w systemach prądu zmiennego i prądu stałego. Sprawdź sam

  • Jakie wzory można wykorzystać do obliczenia kabla prądowego dla sieci prądu stałego?
  • Jak określić wymagany przekrój kabla?
  • W jaki sposób bierzesz pod uwagę spodziewaną długość kabla w obliczeniach?


Zdobądź bezcenną wiedzę, pobierając naszą szczegółową publikację.

Pobierz teraz

LAPP jest członkiem-założycielem ODCA


LAPP od lat aktywnie uczestniczy w projektach badawczych dotyczących prądu stałego w przemyśle i dołączył do nowo powstałego ODCA (Open Direct Current Alliance) w 2022 roku jako członek-założyciel. ODCA jest uważany za projekt następcy DC-INDUSTRIE2. Obecnie koncentruje się na korzyściach płynących z zasilania przemysłowych sieci energetycznych prądem stałym i niezbędnej międzynarodowej standaryzacji istniejących koncepcji. Prąd stały jest obiecującą dźwignią wspierającą pomyślną transformację energetyczną, a tym samym ważnym wkładem w ochronę klimatu i zasobów.

Ulotka: Prąd stały

Przemysłowe zasilanie prądem stałym dla zakładów produkcyjnych – z pierwszym na świecie portfolio kabli DC od LAPP
Pobierz teraz

Whitepaper

Obliczanie i dobór przekroju kabli i drutów w systemach AC i DC
Pobierz teraz

Whitepaper

Porównanie przekroju miedzi i strat transmisji dla kabli i drutów w systemach AC i DC
Pobierz teraz

Cele sieci zasilania przemysłowego z prądem stałym


Wdrożenie transformacji energetycznej i zmniejszenie emisji CO2

Pomysł przekształcenia przemysłowych zakładów produkcyjnych na prąd stały nie jest zjawiskiem, ale raczej wynikiem pomyślnie zrealizowanych projektów DC, takich jak DC-INDUSTRIE i DC-INDUSTRIE2, w których przemysł i badania pracują nad wdrożeniem transformacji energetycznej w produkcji przemysłowej. Koncepcja zrównoważonego rozwoju odgrywa tu ważną rolę. Dzieje się tak dlatego, że silniki i napędy elektryczne są zdecydowanie największymi przyczynami zużycia energii w produkcji przemysłowej. Jeśli ich zapotrzebowanie na energię mogłoby zostać zmniejszone lub ich wydajność zwiększona, miałoby to bezpośredni wpływ na emisję CO2 firmy.

Większa elastyczność i stabilność dostaw dzięki integracji odnawialnych źródeł energii

Jednak sieci DC są również obiecujące, ponieważ w porównaniu z sieciami AC oferują większą elastyczność przy jednoczesnym zapewnieniu większej stabilności. Gdy zintegrowane są odnawialne źródła energii, wysoce zautomatyzowane i cyfrowo sieciowe środowiska produkcyjne korzystają w szczególności z zdecentralizowanego i autonomicznego zasilania oraz towarzyszącej, trwale stabilnej dostępności instalacji.

Zaangażowanie przemysłu na dużą skalę przyspiesza standaryzację systemów DC. Dzięki ścisłej współpracy między użytkownikami, planistami, producentami, dostawcami, instytutami badawczymi, organizacjami normalizacyjnymi i stowarzyszeniami mamy nadzieję na przyspieszenie transformacji zasilania przemysłowego.

Kiedy i dla kogo jest to opcja prądu stałego?


Zasadniczo każdy, kto dziś buduje nową fabrykę, powinien zbadać temat zasilania prądem stałym.


Które zakłady produkcyjne nadają się do systemu DC?

  • Zakłady o dużym zapotrzebowaniu na energię, np. zastosowania łukowe lub spawalnicze
  • Fabryki wytwarzające energię elektryczną na miejscu z wykorzystaniem energii odnawialnej
  • Instalacje, które dokładnie sterują, pozycjonują, przyspieszają i hamują urządzenia i maszyny przy użyciu różnych napędów serwonapędowych
  • Fabryki wykorzystujące rozwiązania robotyczne, w których wykonywane są dynamiczne ruchy
  • Duże budynki biurowe

Niezależnie od tego, czy chodzi o inżynierię przemysłową i mechaniczną, centra danych, logistykę czy odnawialne źródła energii – sieci DC wkraczają do wielu branż. Dostarczymy Państwu informacji na temat korzyści płynących z zasilania instalacji prądem stałym.

Zanurzmy się razem w proces transformacji!

Prąd przemienny i prąd stały – proste wyjaśnienie


Skrót AC/DC oznacza coś więcej niż tylko australijski zespół rockowy. W elektrotechnice te skróty zawsze oznaczały dwa typy prądu: prąd przemienny (AC) i prąd stały (DC).

Czym są prąd przemienny i napięcie przemienne?


Większość klasycznych maszyn lub urządzeń gospodarstwa domowego korzysta z prądu przemiennego. Prąd przemienny to prąd, który stale zmienia swój kierunek przepływu.


Napięcie przemienne jest generowane w dużych generatorach elektrowni (np. w elektrowniach wodnych, węglowych lub jądrowych). Jest to elektryczne, sinusoidalne napięcie o okresowo zmieniającej się polaryzacji. Jeśli konsumenci (w sieci) są podłączeni, przepływa prąd sinusoidalny.


Oprócz systemów z jednofazowym napięciem przemiennym istnieją również systemy prądu trójfazowego. Zamiast tylko jednej, istnieją trzy żyły prądowe o napięciach przemiennych przesuniętych o 120°, aby móc dostarczać energię elektryczną do dużych maszyn i urządzeń wymagających większej mocy.

Co to jest prąd stały i napięcie stałe?


Komputery, telefony komórkowe, a nawet diody LED pracują z prądem stałym. Prąd stały to prąd, który nie zmienia swojego kierunku przepływu.


Prąd stały jest wytwarzany tylko wtedy, gdy występuje napięcie stałe. Jest to napięcie elektryczne, które zawsze ma tę samą biegunowość.

5 solidnych powodów, dla których warto używać prądu stałego w fabryce


Przełączanie przemysłowych zakładów produkcyjnych z prądu przemiennego na prąd stały oferuje kilka zalet jednocześnie:

Precyzyjne przyspieszenie i hamowanie maszyn i urządzeń za pomocą napędów serwonapędowych uwalnia dużo energii w fabrykach. Ta energia, która jest podawana z powrotem, może być tymczasowo „przechowywana” za pośrednictwem baterii i innych systemów magazynowania. Oznacza to, że niewykorzystana energia nie zostaje utracona, ale w razie potrzeby może być szybko dostępna w późniejszym terminie. Ten wzrost wydajności jest również zauważalny, jeśli instalacja ma krótkotrwałe szczyty obciążenia.

Wymagana ilość energii nie będzie już musiała być pozyskiwana z lokalnej sieci, ale zamiast tego może być pozyskiwana z wewnętrznego magazynu zakładu.

Wiele różnych źródeł energii, takich jak baterie, ogniwa paliwowe lub odnawialne źródła energii, w szczególności systemy fotowoltaiczne, służy do zapewnienia zasilania niezależnego od sieci. Ich połączenie w sieci prądu stałego jest znacznie łatwiejsze, ponieważ już z natury zasilają prąd stały.

W zakładach produkcyjnych istnieje wiele serwonapędów sterujących prędkością, taktowanych przez przemienniki częstotliwości. Przemienniki częstotliwości zawsze wymagają prądu stałego w ich wewnętrznym obwodzie pośrednim. W tym celu napięcie stałe jest tymczasowo wytwarzane z napięcia przemiennego, a następnie przekształcane w napięcie przemienne o zmiennej częstotliwości w zależności od prędkości (zasada: AC -> DC -> AC).

W porównaniu z produkcją zasilaną prądem przemiennym, w układzie prądu stałego jest znacznie mniej punktów, w których energia musi być konwertowana z prądu zmiennego na prąd stały lub z prądu stałego na prąd zmienny.

Ponieważ każda konwersja energii generalnie powoduje straty, można ustalić, że mniejsza liczba punktów konwersji doprowadzi do większych oszczędności energii. Na przykład w zależności od zastosowania można zaoszczędzić straty w konwersji między prądem przemiennym a prądem stałym w jednocyfrowym zakresie procentowym.

Mniejsze straty energii w sieci prądu stałego są również osiągane przez niższy prąd przewodzący [A], który przepływa przez kable prądu stałego sieci prądu stałego. Wynika to z zasadniczo wyższego napięcia sieciowego w sieci prądu stałego i uniknięcia mocy biernej. Ze względu na okresowe gromadzenie i rozpraszanie pól elektrycznych i/lub magnetycznych w maszynach, odpowiednia energia pozostaje w kablach w postaci dodatkowego prądu biernego, co powoduje dalsze straty oprócz rzeczywistego przepływu prądu (prąd aktywny). Jednakże pola te są niezbędne do obsługi maszyn. Proces ten odbywa się w pętli ciągłej i prowadzi do niepożądanych strat energii w sieciach AC.
Zakład produkcyjny, który ma tylko pojedyncze podłączenie do publicznej sieci zasilania prądem przemiennym i w inny sposób jest wewnętrznie zasilany prądem stałym, jest mniej narażony na zewnętrzne wahania energii i awarii napięcia. W szczególności centra danych lub zakłady produkcyjne o precyzyjnym terminie produkcji opierają się w dużym stopniu na nieprzerwanym zasilaniu. W znacznie bardziej niezależnej sieci DC z czasami reakcji w zakresie nanosekund można szybko zrekompensować wahania napięcia. W ten sposób łatwiej jest uniknąć nieplanowanych przestojów w zakładach, a dostępność i funkcjonalność komponentów zakładów lub maszyn może być lepiej zagwarantowana.

Zasilanie prądem stałym: jakiej oszczędności można się spodziewać?


Zasilanie DC obiecuje nie tylko wiele korzyści, ale także różne oszczędności, które mogą pozwolić na terminowe amortyzowanie kosztów instalacji.

Oszczędność energii dzięki

  • Integracja systemów magazynowania
  • Integracja odnawialnych źródeł energii
  • Wykorzystanie całej energii odzysku
  • Mniejsze straty transmisji

Oszczędność zasobów dzięki

  • Kable o mniejszych przekrojach i mniejszej liczbie żył (niskie zapotrzebowanie na miedź)
  • Mniej konwerterów, mniejsze konwertery (oznacza więcej miejsca)

    
 

Ochrona przed przestojami w instalacjach spowodowanymi zewnętrznymi wahaniami sieci

  • Unikają kosztownych przestojów w procesie produkcyjnym i wysokich kosztów napraw.

Jaka jest różnica między kablami DC i AC?


LAPP jest światowym liderem na rynku technologii kabli i połączeń i dobrze zna właściwości kabli niskonapięciowych. Nasze opracowanie zawiera krótki przegląd kluczowych różnic między kablami prądu przemiennego i stałego:

Różnice w konstrukcji

Do transmisji energii z napięciem przemiennym (system prądu trójfazowego) wymagane są kable 5-żyłowe; w przypadku napięcia stałego wymagane jest 1 lub 2 żyły mniej. Kabel DC składa się z żyły DC+ i DC- oraz w najprostszym przypadku z kabla neutralnego.

Różnice w kodowaniu kolorów

Żyły kabla specjalnie zaprojektowanego do prądu stałego są kodowane barwnie inaczej niż kabla prądu przemiennego. Zgodnie z DIN EN 60445 przewody zewnętrzne muszą być oznaczone w kolorze czerwonym i białym, natomiast w przypadku przewodów AC te przewody zewnętrzne są oznaczone w kolorze szarym, brązowym i czarnym.

Zastosowany materiał

Ze względu na mniejszą liczbę kabli i mniejsze przekroje kabli, do kabli DC zwykle wymagana jest mniejsza ilość miedzi niż do kabli AC. Należy zwrócić uwagę na wysokiej jakości izolację żyły dla nienaruszonego zasilania napięciem DC zgodnie z odpowiednimi okolicznościami. Nie ma jednak dodatkowych specyfikacji w tym względzie w porównaniu do stosowania z napięciem przemiennym.

Wybór przekroju żyły

Poprzez wybór właściwego przekroju żyły kable są wymiarowane do wymaganej wartości prądu. Dzięki powiązanym elementom ochronnym podłączone urządzenia są chronione przed przeciążeniem i zwarciami. W wielu przypadkach do określenia wymaganego przekroju poprzecznego można zastosować ten sam proces, co w przypadku kabli prądu przemiennego. Określ natężenie prądu w żyle, weź pod uwagę typ instalacji i długość kabla oraz sprawdź, czy zastosowany materiał kabla jest odpowiedni do jego odporności na temperaturę.

Kable i druty od LAPP dla pełnoprawnej sieci DC


W LAPP od dziesięcioleci bada się długoterminową stabilność materiałów izolacyjnych do kabli oraz wytrzymałość izolacji żył. Obecnie jesteśmy również pionierem w opracowywaniu kabli niskonapięciowych DC do zastosowań przemysłowych i innych.

Rys.: Przykładowe przedstawienie fabryki z zasilaniem prądem stałym

Rozumiemy Twoje wyzwania i dysponujemy wysokiej jakości, najnowocześniejszym portfolio ukierunkowanym na prąd stały z niezbędnymi komponentami do sieci DC.

Więcej istotnych informacji na temat poszczególnych produktów znajdziesz w naszym sklepie Online Shop.