Rollen af harmonisk undertrykkelse ved beskyttelse af mellem- og lavspændings elektrisk kontaktanlæg

Harmoniske svingninger er en skjult fjende, som nutidens el-distributionsystemer udsættes for. De udbredes af ikke-lineære belastninger såsom frekvensomformere (VFD’er), likestrømsomformere, LED-belysning og UPS-systemer; harmoniske strømme og spændinger forvrænger den sinusformede karakter af strømforsyningen. Mens virkningen heraf på transformatorer er velkendt (overmæssig opvarmning og tab), er virkningen på nedstrøms mellem- og lavspændingskontaktanlæg lige så katastrofal. Harmonisk undertrykkelse handler ikke kun om strømkvaliteten, men er også en afgørende metode til at håndtere det væsentligste i dit el-system: kontaktanlægget, der styrer og isolerer strømmen.

Den skjulte belastning på kontaktanlægskomponenter

Skiftereoret er også indstillet til at fungere ved en bestemt frekvens og spænding, typisk 50 eller 60 Hz. Harmoniske svingninger medfører højfrekvente strømme, der ødelægger den mekaniske og termiske integritet af skiftereorets komponenter. Harmoniske strømme kan påvirke udløsningen af termisk-magnetiske enheder i sikringsautomater. Virvelstrømme forårsager ekstra opvarmning af ledende dele, samleledere og forbindelser, som induceres ved harmoniske frekvenser. Dette øger aldringshastigheden af isoleringen samt modstanden i mekaniske forbindelser. Skineffekten kan føre til, at strømmen koncentrerer sig langs lederens overflade ved højere frekvenser, hvilket effektivt reducerer lederens strømbelastningsevne og medfører varmepletter. Ryan-transformatorsystemets design tager hensyn til den samlede harmoniske forvrængning (THD), så skiftereoret og transformatorer kan fungere som en enhed og ikke udsættes for uventede fejl, der forårsager kostbar nedetid.

Hvordan transformatorer bliver den første forsvarslinje

Transformatorer vil altid udvise en vis impedans over for harmoniske svingninger, og der kræves specielle designløsninger for at reducere dem effektivt. I dette tilfælde opstår forskellen mellem en konventionel distributionstransformator og en harmonireducerende (eller K-vurderet) transformator. Normale transformatorer tager ikke højde for hvirvelstrømstabene, der opstår som følge af ikke-lineære laster; de overophedes og har en forkortet levetid.

Vi kan tilpasse vores transformatorer og især vores VPI-linje (og endda vores tørretypers støbte harpikstransformatorer) hos Ryan Electric, så de indeholder egenskaber til undertrykkelse af harmoniske svingninger. Vi reducerer overførslen af nulfølgeharmooniske svingninger (herunder den 3. harmoniske) mellem lavspændingssiden og mellemspændingssiden ved hjælp af elektromagnetisk afskærmning og kerneudformning. Dette forhindrer, at harmoniske strømme strømmer ind i et øvre net, hvilket skaber spænding på mellemspændingsafbryderanlægget. Desuden fungerer vores transformatorer pr. design som en buffer, når de er tilsluttet i et enhedsunderstation, hvilket koncentrerer den harmoniske forvrængning på belastningssiden og ikke udsætter det primære afbryderanlæg for en unødvendig elektrisk belastning.

Faseforskydning: Nøglen til annullering i likestrømsomformersystemer

I store likestrømsomformersystemer (f.eks. elektrolyse, metalraffinering eller store datacentre) opnås den mest ønskelige form for harmonisk undertrykkelse, inden harmoniske svingninger overhovedet når afbryderanlægget. Faseforskydningstransformatorer opnår dette.

Ryan Electric specialiserer sig i multipuls-likninger (12-puls, 24-puls og 48-puls) transformatorer . De er faktisk forgængere til liknerne, som forårsager en faseforskydning mellem de sekundære vindinger, således at de harmoniske svingninger, som liknerne genererer (den 5. harmoniske, den 7. harmoniske osv.), kan ophæve hinanden i selve transformatoren. Mængden af strøm, der cirkulerer på primærsiden og gennem mellemspændingsafbryderanlægget, er langt renere. Denne passive harmoniske undertrykkelse sænker RMS-strømniveauet gennem afbryderanlæggets samlebusser og afbrydere, sænker driftstemperaturerne og forlænger levetiden for disse afgørende komponenter – uden brug af dyr aktive filtre.

Systemintegration og overholdelse af globale standarder

Harmonisk undertrykkelse kræver en systemorienteret betragtning af det elektriske system. Der findes ingen transformator i et vakuum; den skal integreres medafbrydere og måle- samt beskyttelsesrelæer for at danne et robust netværk. Løsningerne fra Ryan Electric tager denne integration i betragtning. Vores mini-understationstransformatorer og enhedsunderstationer udgør en overgang mellem MV-forsyningen og LV-distributionen.

Vi sikrer, at vores udstyr opfylder høje internationale standarder, herunder IEEE 519, som kræver det maksimale niveau af harmonisk forvrængning, der må være til stede ved det fælles koblingspunkt. Vores fremstilling og afprøvning af transformatorer samt tilhørende skifterudstyr gør det muligt at beskytte hele systemet – og ikke kun transformatorerne. For at sikre, at vores udstyr effektivt beskytter mellem- og lavspændings-skifterudstyr mod de ødelæggende virkninger af harmonisk forvrængning, når det installeres på stedet, afprøver vi ydeevnen ved simulerede harmoniske belastninger i vores CNAS-godkendte testlaboratorier og garanterer pålidelighed for vores kunder på Microsofts datacentre samt for nationale elforsyningsvirksomheder.

Ekspertløsninger inden for transformatorer

Kontakt os [her] for samlede priser og teknisk support.