Dlaczego Twoja instalacja potrzebuje rozwiązań dystrybucji tłumiących harmoniczne
Instalacje elektryczne współczesnych czasów mało mają wspólnego z instalacjami sprzed kilku dekad. Wzrost liczby przemienników częstotliwości, oświetlenia LED, systemów zasilania bezprzerwowego (UPS), ładowarek akumulatorów oraz innych urządzeń elektroniki mocy zmienił charakterystykę obciążenia elektrycznego. Choć urządzenia te zapewniają korzyści w zakresie efektywności i sterowania, wprowadzają również prądy harmoniczne do sieci dystrybucyjnej, powodując zniekształcenie przebiegów napięcia, przegrzewanie sprzętu oraz obniżenie ogólnej niezawodności systemu. Harmoniczne stały się obecnie problemem wymagającym uwagi oraz codziennym wyzwaniem dla menedżerów obiektów i inżynierów zakładów. Rozwiązania dystrybucyjne redukujące wpływ harmonicznych opracowano na podstawie innowacyjnych technologii transformatorów i umożliwiają ograniczenie wpływu harmonicznych na sprzęt, minimalizację strat oraz zachowanie jakości energii elektrycznej. Jiangsu Ryan Electric dostarcza te rozwiązania zakładom w ponad 80 krajach, co zapewnia bezpieczne funkcjonowanie nowoczesnych obciążeń bez zagrożenia integralności systemów dystrybucji.
Zniekształcenia harmoniczne generują koszty, które gromadzą się we wszystkich obszarach działania obiektu i zwykle ujawniają się wtedy, gdy jest już za późno. Krótkoterminowym skutkiem jest efekt cieplny – prądy harmoniczne zwiększają całkowite wartości prądów, ale nie przyczyniają się do wykonania użytecznej pracy, co prowadzi do podwyższenia temperatury transformatorów, kabli oraz urządzeń rozdzielczych. W przypadku transformatorów oznacza to przyspieszone starzenie się izolacji: przy każdym wzroście temperatury o 6°C do 10°C połowa pozostałego czasu życia urządzenia.
Oprócz skutków termicznych, harmoniczne powodują niepożądane zadziałania urządzeń ochronnych, zakłócenia w pracy czułej elektroniki oraz obniżenie współczynnika mocy, co może skutkować nałożeniem kar przez dostawcę energii elektrycznej. Koszty wyrażone w pieniądzu są skumulowane i obejmują: straty energii w postaci ciepła, zużycie sprzętu wymagającego wcześniejszej wymiany, przestoje w produkcji spowodowane nieoczekiwanymi awariami oraz miesięczne rachunki za energię elektryczną wynikające z niskiego współczynnika mocy. Rozwiązania zapewniające tłumienie harmonicznych firmy Ryan Electric eliminują te koszty w ich źródle, minimalizując całkowitą zawartość harmonicznych (THD), a także chronią aktywa obiektu przed nieoczywistymi szkodami wywoływanymi przez harmoniczne.
Transformator o rozkładzie normalnym jest stosowany w obwodach prądu sinusoidalnego i przy obciążeniach liniowych. Podlegają one dużym stratom prądów wirowych w uzwojeniach, nagrzewaniu się elementów konstrukcyjnych przez strumień rozproszony oraz przegrzewaniu się przewodów neutralnych w układach trójfazowych pod wpływem prądów obciążenia bogatych w harmoniczne, występujących w nowoczesnych obiektach. Rozwiązaniem są transformatory specjalnie zaprojektowane do pracy z harmonicznymi.
Transformatory produkowane przez Ryan Electric są oceniane według współczynnika K, co pozwala im radzić sobie z obciążeniami nieliniowymi. Aby wspierać zarówno prądy harmoniczne trzeciej grupy (triplen), jak i ekranowanie elektrostatyczne, nasze konstrukcje wykorzystują przewodniki neutralne o większym przekroju niż te stosowane w przypadku prądów przemiennych o podobnej częstotliwości oraz układy uzwojeń zoptymalizowane pod kątem redukcji strat wirujących przy częstotliwościach harmoniczych. Rdzenie i uzwojenia są zaprojektowane z wyższą zdolnością chłodzenia, dzięki czemu temperatura punktów najgorętszych pozostaje w granicach dopuszczalnych nawet przy bardzo szkodliwym obciążeniu. Transformatory o współczynniku K są klasyfikowane według swojej zdolności do zasilania obciążeń nieliniowych o mocy znamionowej bez nadmiernego wzrostu temperatury: K-4 – umiarkowane harmoniczne, K-13 – istotne harmoniczne, K-20 – najbardziej ekstremalny przypadek. Te specjalne transformatory zapewniają wysoką jakość działania, której standardowe jednostki nie są w stanie zapewnić ze względu na dużą koncentrację falowników (VFD), systemów zasilania awaryjnego (UPS) lub obciążeń centrów danych.
Choć transformatory typu K wytrzymują wpływ harmonicznych, transformatory przesuwające fazę aktywnie je eliminują. Transformatory te generują wybrane harmoniczne, które są magnetycznie kompensowane przed ich rozprzestrzenieniem się w sieci dystrybucyjnej poprzez wprowadzenie kontrolowanych przesunięć fazowych pomiędzy wieloma uzwojeniami wtórnymi.
Transformatory wieloimpulsowe w Ryan Electric Ryan Electric oferuje transformatory wieloimpulsowe jako podstawę pasywnego ograniczania harmonicznych w przypadku dużych obciążeń z prostowników: dostępne są w wersjach 12-impulsowych, 18-impulsowych, 24-impulsowych i wyższych. Dwa prostowniki 6-impulsowe zasilane przez uzwojenia wtórne transformatora przesunięte fazowo o 30 stopni powodują wyzerowanie harmonicznych 5. i 7. rzędu. W systemach 18-impulsowych i 24-impulsowych eliminowane są także inne harmoniczne, pozostawiając prąd pierwotny niemal sinusoidalny. W dużych instalacjach napędów o zmiennej częstotliwości, zasilaczy prądu stałego oraz obciążeń elektrolitycznych transformatory te działają jako filtry harmonicznych prądu stałego, zapewniając całkowicie wysoką sprawność systemu. Nasze konstrukcje z przesunięciem fazowym są dostosowywane do charakterystyki harmonicznej konkretnej aplikacji i zapewniają maksymalne wyzerowanie oraz minimalne zniekształcenia resztkowe. Dzięki naszym kompleksowym rozwiązaniom testowym – w tym badaniom wydajności harmonicznej w naszych laboratoriach certyfikowanych zgodnie z normą CNAS – Ryan Electric dostarcza rozwiązań z przesunięciem fazowym, które przekształcają generatory harmonicznych w obciążenia przyjazne dla sieci.
Harmonijne zarządzanie nie ogranicza się jedynie do pojedynczych transformatorów, lecz obejmuje cały system dystrybucji energii. Proponowane przez Ryan Electric rozwiązania tłumienia harmonicznych obejmują wbudowane podejście integrujące różne metody łagodzenia, zapewniając kompleksowe poprawienie jakości zasilania.
Transformatorów o współczynniku K z wbudowanymi filtrami biernymi można używać w naszych stacjach transformatorowych; są one strojone na częstotliwości harmoniczne występujące w danej instalacji. W celu obsługi aplikacji wymagających jednoczesnego ograniczania harmonicznych oraz regulacji napięcia oferujemy projekty transformatorów przesuwających fazę w połączeniu z przełącznikiem odciążeniowym. W przypadku instalacji wykorzystujących energię odnawialną oraz systemy magazynowania energii nasze transformatory posiadają dodatkowe cechy zaprojektowane specjalnie do łagodzenia charakterystycznych harmonicznych generowanych przez falowniki i ładowarki akumulatorów. Każde rozwiązanie jest dostosowywane indywidualnie, aby umożliwić łatwą integrację z wyposażeniem rozdzielczym po stronie odbiorczej, zabezpieczeniami po stronie źródłowej oraz systemami monitoringu obiektu, zapewniając tym samym kompleksowe rozwiązanie do zarządzania jakością zasilania.
Wartość ta nie ogranicza się jedynie do ochrony sprzętu, lecz obejmuje także korzyści operacyjne i finansowe. Wysoki współczynnik mocy pozwala wyeliminować lub złagodzić sankcje stosowane przez dostawców energii elektrycznej. Mniejsze prądy harmoniczne pozostawiają więcej miejsca w sieci dystrybucyjnej na dodatkowe obciążenia. Obniżone temperatury pracy przedłużają żywotność sprzętu oraz zmniejszają zapotrzebowanie na konserwację. Zielona energia poprawia spójność procesów i minimalizuje problemy jakościowe w delikatnych procesach produkcyjnych. Dla menedżerów obiektów stawiających czoła wyzwaniom nowoczesnych obciążeń rozwiązania dystrybucyjne z tłumieniem harmonicznych firmy Ryan Electric zapewniają wiarygodną, wydajną energię elektryczną oraz wysoką jakość zasilania – doświadczenia z ich zastosowania obejmują ponad 50 krajów, a ich zaufanie wyrażają m.in. centra danych Microsoft oraz zakłady przemysłowe na całym świecie.
EN
