چرا تأسیسات شما به راهحلهای توزیع مهارکننده هارمونیک نیاز دارد
نصبهای برقی امروزی کمترین شباهت را با نصبهای دو دهه پیش دارند. افزایش میزان درایوهای فرکانس متغیر، روشناییهای LED، سیستمهای تغذیه بدون وقفه (UPS)، شارژرهای باتری و سایر اجزای الکترونیک قدرت، منجر به تغییر در الگوی بار الکتریکی شدهاست. هرچند این تجهیزات مزایایی از جمله افزایش بازدهی و کنترل بهتر را ارائه میدهند، اما همچنین جریانهای هارمونیکی را به سیستم توزیع وارد میکنند که منجر به اعوجاج امواج ولتاژ، گرمشدن بیش از حد تجهیزات و کاهش قابلیت اطمینان کلی سیستم میشود. امروزه هارمونیکها به یک موضوع مهم و یک چالش روزمره برای مدیران تأسیسات و مهندسان نیروگاهی تبدیل شدهاند. راهحلهای توزیع خنککننده هارمونیکها بر اساس فناوریهای نوآورانه ترانسفورماتور توسعه یافتهاند و علاوه بر کاهش اثرات مخرب هارمونیکها بر تجهیزات و حداقلسازی تلفات، کیفیت توان را نیز حفظ میکنند. شرکت جیانگسو رایان الکتریک این راهحلها را به نیروگاههای بیش از ۸۰ کشور ارائه میدهد و این امر تضمین کرده است که بارهای مدرن بدون تهدید کردن یکپارچگی سیستمهای توزیع، عملیات خود را انجام دهند.
هارمونیکها باعث ایجاد هزینهها میشوند که در تمامی حوزههای عملیات تأسیسات تجمع مییابند و معمولاً زمانی آشکار میشوند که دیگر دیر شده است. اثر کوتاهمدت آن، اثر حرارتی است — جریانهای هارمونیکی به جریانهای کلی اضافه میشوند، اما در انجام کار مفید نقشی ندارند و منجر به افزایش دمای ترانسفورماتورها، کابلها و تجهیزات قطع و وصل میشوند. در مورد ترانسفورماتورها، این امر به معنای پیرشدن سریعتر عایق با هر افزایش دمایی به میزان ۶ تا ۱۰ درجه سانتیگراد است که عمر باقیمانده را نصف میکند. در مورد کابلها، این امر به معنای کاهش ظرفیت جریان (آمپراژ) و احتمال آسیب به عایق است. در مورد موتورها، این امر به معنای گرمایش اضافی و نوسانات گشتاور است که فشاری بر سیستمهای مکانیکی وارد میکند.
علاوه بر اثرات حرارتی، هارمونیکها منجر به قطعشدن غیرضروری تجهیزات حفاظتی، اختلال در الکترونیکهای حساس و کاهش ضریب توان میشوند که این امر باعث اعمال جریمههایی از سوی شرکتهای توزیع برق میگردد. هزینههای ناشی از این پدیده از نظر مالی تجمعی هستند و شامل انرژی هدررفته ناشی از گرما، خرابی تجهیزات به دلیل تعویض زودهنگام، توقف تولید به علت خرابیهای غیرمنتظره و صورتحسابهای ماهانه برق ناشی از ضریب توان پایین میشوند. راهحلهای کاهشدهنده هارمونیک رایان الکتریک این هزینهها را از ریشه برطرف میکنند تا کل تحریف هارمونیکی (THD) را به حداقل برسانند و داراییهای مجتمع را در برابر آسیبهای غیرمستقیم و غیرآشکار ناشی از هارمونیکها محافظت نمایند.
ترانسفورماتور توزیع نرمال در جریانهای سینوسی و بارهای خطی استفاده میشود. این ترانسفورماتورها هنگامی که تحت تأثیر جریانهای پر هارمونیک امروزی قرار میگیرند، دچار تلفات زیاد جریان گردابی در سیمپیچها، گرمایش ناشی از شار پراکنده در اجزای سازهای و گرمشدن بیش از حد هادیهای نوترال در سیستمهای سهفاز میشوند. پاسخ، ترانسفورماتورهایی با طراحی خاص برای هارمونیکها است.
ترانسفورماتورهای تولیدشده توسط ریان الکتریک دارای رتبهبندی K-factor هستند تا بتوانند با بارهای غیرخطی مقابله کنند. برای پشتیبانی از جریانهای هارمونیک سهگانه (triplen) و سیستمهای محافظت الکترواستاتیکی، طراحیهای ما از هادیهای نوترال بزرگتری نسبت به هادیهای مورد استفاده برای جریانهای متناوب با فرکانس مشابه بهره میبرند و پیکربندی پیچشها را بهگونهای بهینهسازی کردهاند که اتلاف جریان گردابی در فرکانسهای هارمونیک کاهش یابد. هستهها و سیمپیچها با ظرفیت خنککنندگی بالاتری طراحی شدهاند تا حتی در شرایط بار بسیار مضر، دمای نقاط داغ در محدوده مجاز باقی بماند. ترانسفورماتورهای K-factor بر اساس تواناییشان در تأمین بارهای غیرخطی اسمی بدون افزایش بیش از حد دما رتبهبندی میشوند: K-4 برای هارمونیکهای متوسط، K-13 برای هارمونیکهای اصلی و K-20 برای بدترین حالت. این ترانسفورماتورهای ویژه میتوانند عملکردی با کیفیت بالا ارائه دهند که واحدهای استاندارد به دلیل تمرکز بالای درایوهای تنظیم سرعت (VFD)، سیستمهای تغذیه بدون وقفه (UPS) یا بارهای مراکز داده قادر به ارائه آن نیستند.
در حالی که ترانسفورماتورهای با ضریب K در برابر هارمونیکها مقاومت دارند، ترانسفورماتورهای جابجایی فاز آنها را بهصورت فعال حذف میکنند. این ترانسفورماتورها هارمونیکهای مطلوبی تولید میکنند که پیش از انتشار در سیستم توزیع، از طریق ایجاد اختلاف فاز کنترلشده بین پیچشهای ثانویهٔ متعدد، بهصورت مغناطیسی خنثی میشوند.
ترانسفورماتورهای چندپالسی در راین الکتریک: راین الکتریک پایههای کاهش غیرفعال هارمونیکها را برای بارهای سنگین در رکتیفایرها فراهم میکند: ترانسفورماتورهای چندپالسی که در انواع ۱۲-پالسی، ۱۸-پالسی، ۲۴-پالسی و بالاتر ارائه میشوند. دو رکتیفایر ششپالسی که از سیمپیچهای ثانویهی ترانسفورماتور با اختلاف فاز ۳۰ درجه تغذیه میشوند، منجر به حذف هارمونیکهای پنجم و هفتم میگردند. در سیستمهای ۱۸-پالسی و ۲۴-پالسی، هارمونیکهای دیگری نیز حذف میشوند و جریان اولیهی تقریباً سینوسی باقی میماند. در تأسیسات بزرگ درایوهای فرکانس متغیر یا منابع تغذیهی جریان مستقیم، و همچنین بارهای الکترولیتی، این ترانسفورماتورها بهعنوان فیلترهای هارمونیک جریان مستقیم عمل میکنند و کارایی کلی سیستم بسیار بالا است. طراحیهای ما برای ایجاد اختلاف فاز، متناسب با محتوای هارمونیک یک کاربرد خاص تنظیم شدهاند و بیشترین میزان حذف و کمترین میزان اعوجاج باقیمانده را فراهم میکنند. با پشتیبانی از راهحلهای آزمایشی گستردهی ما، از جمله آزمون عملکرد هارمونیک در آزمایشگاههای ما که دارای گواهینامهی CNAS هستند، راین الکتریک راهحلهای اختلاف فاز ارائه میدهد که مولدان هارمونیک را به بارهایی سازگار با سیستم تبدیل میکنند.
مدیریت هماهنگ تنها محدود به ترانسفورماتورهای تکی نمیشود، بلکه شامل کل سیستم توزیع میگردد. راهحلهای پیشنهادی شرکت رایان الکتریک برای خنثیسازی هارمونیکها، شامل راهحلهای توسعهیافته درونی هستند که انواع مختلف راهحلهای کاهشدهنده را یکپارچه میکنند تا ارتقای کامل کیفیت توان را تضمین نمایند.
ترانسفورماتورهای با ضریب K که دارای فیلترهای غیرفعال هستند، میتوانند در ترانسفورماتورهای واحد ما نصب شوند و برای فرکانسهای هارمونیکی تأسیسات تنظیم میشوند. برای پشتیبانی از کاربردهایی که نیازمند کاهش هارمونیکها و همچنین تنظیم ولتاژ هستند، طرحهایی از ترانسفورماتورهای جابجایی فاز همراه با تغییردهندهٔ تپ تحت بار (OLTC) ارائه میشود. در مورد نصبهای انرژی تجدیدپذیر و ذخیرهسازی انرژی، ترانسفورماتورهای ما ویژگیهای اضافی خاصی دارند تا ویژگیهای خاص هارمونیکی اینورترها و شارژرهای باتری را کاهش دهند. هر راهحل بهگونهای سفارشیسازی شده است که بهراحتی با تجهیزات قطع و وصل پاییندستی، سیستمهای حفاظتی بالادستی و سیستمهای نظارتی تأسیسات ادغام شود تا راهحلی جامع برای مدیریت کیفیت توان ارائه دهد.
این ارزش تنها به حفاظت از تجهیزات محدود نمیشود، بلکه مزایای عملیاتی و مالی نیز دارد. ضریب توان بالا جریمههای اعمالشده توسط شرکتهای توزیع برق را حذف یا کاهش میدهد. جریانهای هارمونیک کمتر، فضای بیشتری در شبکه توزیع برای افزودن بارهای جدید فراهم میکند. کاهش دمای عملیاتی عمر تجهیزات را افزایش داده و نیاز به نگهداری را کاهش میدهد. برق سبز پایداری فرآیندها را بهبود بخشیده و مشکلات کیفیت را در فرآیندهای تولید حساس به حداقل میرساند. برای مدیران تأسیسات که با چالشهای بارهای مدرن روبهرو هستند، راهحلهای توزیع مهارکننده هارمونیک شرکت رایان الکتریک، تأمینکننده برقی قابل اعتماد، کارآمد و با کیفیت است که در بیش از ۵۰ کشور تجربهشده و توسط مشتریانی از جمله مراکز داده مایکروسافت تا تأسیسات صنعتی سراسر جهان مورد اتکا قرار گرفته است.
EN
