Всички категории

Ролята на подаването на хармониците при защитата на средно- и нисковолтовото електрическо комутационно оборудване

2026-04-17 11:34:58
Ролята на подаването на хармониците при защитата на средно- и нисковолтовото електрическо комутационно оборудване

Хармониците са коварен враг, срещу който днешните електрически разпределителни системи са подложени на непрекъснато въздействие. Те се пораждат от нелинейни натоварвания, като например честотни преобразуватели (ЧП), изправители, LED осветление и ИБП, а хармоничните токове и напрежения развалят синусоидалния характер на електрозахранването. Въпреки че влиянието им върху трансформатори е добре известно (излишно загряване и загуби), последствията им за по-нататъшното среднонапрежение (СН) и нисконапрежение (НН) комутационно оборудване са също толкова катастрофални. Подавянето на хармониците не се отнася само до качеството на електроенергията, а представлява критичен метод за справяне с основата на вашата електрическа система – комутационното оборудване, което управлява и изолира електрозахранването.

Скритото напрежение върху компонентите на комутационното оборудване

Превключващото оборудване също е настроено да работи при определена честота и напрежение, обикновено 50 или 60 Hz. Хармониците предизвикват високочестотни токове, които разрушават механичната и термичната цялост на компонентите на превключващото оборудване. Хармоничните токове могат да повлияят върху задействането на термо-магнитните устройства в прекъсвачите. Вихровите токове предизвикват допълнително затопляне на проводящите части, шините и връзките, индуцирани при хармонични честоти. Това ускорява стареенето на изолацията и увеличава съпротивлението на механичните съединения. Ефектът от повърхностното протичане на тока (skin effect) може да доведе до протичане на ток по повърхността на проводниците при по-високи честоти, което ефективно намалява допустимия ток на проводниците и води до образуване на горещи точки. При проектирането на трансформаторната система Ryan се взема предвид общото хармонично изкривяване (THD), за да може превключващото оборудване и трансформатори да функционира като единица и да не бъде подложено на неочаквани откази, които предизвикват скъпо струващи простои.

Как трансформаторите стават първата линия на защита

Трансформатори винаги ще осигурява известно съпротивление на хармониците, а за тяхното ефективно намаляване са необходими специални конструкции. В този случай възниква разликата между обикновен трансформатор за разпределение и трансформатор за намаляване на хармониците (или такъв с клас K). Обикновените трансформатори не вземат предвид загубите от вихрови токове, които възникват поради нелинейни натоварвания; те прегряват и изчерпват своя ресурс по-рано.

Можем да адаптираме нашите трансформатори, и по-специално линията за вакуумно пропитване (VPI), а дори и нашите сухи трансформатори с лито смолено изолиране, в Ryan Electric, за да включим характеристики за потискане на хармониците. Ние намаляваме предаването на нулеви последователностни хармоници (включително третия хармоник) между нисконапрежната (LV) и среднонапрежната (MV) страна чрез електромагнитно екраниране и специални конструкции на магнитното ядро. Това предотвратява протичането на хармонични токове към по-горното ниво на електрическата мрежа, което би предизвикало напрежение върху среднонапрежното комутационно оборудване. Освен това нашите трансформатори по дизайн осигуряват буфер при свързване в подстанция от тип „unit substation“, като концентрират хармоничната деформация от страна на товара и не подлагат първичното комутационно оборудване на ненужна електрическа натовареност.

Фазово изместване: Ключът към компенсацията в приложения с изправители

В големи изправителни системи (напр. електролиза, металургично рафиниране или големи центрове за обработка на данни) най-желаният начин за потискане на хармониците се постига преди самите хармоници да достигнат комутационното оборудване. Това се осъществява чрез трансформатори с фазово изместване.

Ryan Electric се специализира в многоимпулсни изправители (12-импулсни, 24-импулсни и 48-импулсни) трансформатори . Те всъщност са предшественици на изправителите, които предизвикват фазовото изместване между вторичните намотки, така че хармониците, генерирани от изправителите (5-та, 7-а и др.), могат да се компенсират в самия трансформатор. Количеството ток, циркулиращо по първичната страна и през средноволтовото комутационно оборудване, е значително по-чисто. Това пасивно потискане на хармониците намалява нивото на действащия (RMS) ток, протичащ през шините и прекъсвачите на комутационното оборудване, намалява работните температури и удължава срока на експлоатация на тези основни компоненти, без необходимост от скъпи активни филтри.

Интеграция на системата и съответствие с глобални стандарти

Подавянето на хармониците изисква системен поглед върху електрическата система. Няма трансформатор във вакуум; той трябва да бъде свързан с комутационно оборудване и релейни устройства за измерване и защита, за да се получи устойчива мрежа. Предложените от Ryan Electric решения вземат предвид тази интеграция. Нашите мини-трансформаторни подстанции и блокови подстанции осигуряват преход от средното напрежение (MV) към разпределението на ниско напрежение (LV).

Гарантираме, че нашето оборудване отговаря на високите международни стандарти, включително IEEE 519, който изисква максималното ниво на хармонично изкривяване, което може да присъства в общата точка на свързване. Производството и изпитанията на нашите трансформатори и съответстващото комутационно оборудване позволяват защита не само на трансформатора, а на цялата система. За да гарантираме, че при инсталиране на нашето оборудване на място то действително защитава среднонапреженското (MV) и ниско-напреженското (LV) комутационно оборудване срещу разрушителните ефекти на хармоничното изкривяване, ние изпитваме производителността при симулирани хармонични натоварвания в нашите изпитателни лаборатории, одобрени от CNAS, и осигуряваме надеждност за нашите клиенти в дата центровете на Microsoft и за националните електрически компании.

Експертни решения за трансформатори

Свържете се с нас [тук] за търговски цени и техническа поддръжка.