EN
Гармоники — коварный враг, с которым сегодня сталкиваются системы электроснабжения. Их распространяют нелинейные нагрузки, такие как преобразователи частоты (VFD), выпрямители, светодиодное освещение и источники бесперебойного питания (UPS); гармонические токи и напряжения искажают синусоидальную форму питающего напряжения. Хотя влияние этого явления на трансформаторы хорошо известно (чрезмерный нагрев и потери), воздействие на распределительные устройства среднего (MV) и низкого (LV) напряжения, расположенные ниже по цепи, столь же катастрофично. Подавление гармоник решает не только задачу обеспечения качества электроэнергии, но и является критически важным методом защиты самой основы вашей электрической системы — распределительных устройств, управляющих и отключающих питание.
Скрытая нагрузка на компоненты распределительных устройств
Коммутационное оборудование также настроено на работу при определённой частоте и напряжении, как правило — 50 или 60 Гц. Высшие гармоники вызывают токи высокой частоты, которые разрушают механическую и тепловую стойкость компонентов коммутационного оборудования. Гармонические токи могут повлиять на срабатывание тепломагнитных устройств в автоматических выключателях. Вихревые токи вызывают дополнительный нагрев токопроводящих частей, шин и соединений, наводимых на гармонических частотах. Это ускоряет старение изоляции и повышает сопротивление механических соединений. Эффект поверхностного тока (скин-эффект) может привести к протеканию тока лишь по поверхности проводников на более высоких частотах, что эффективно снижает допустимую токовую нагрузку проводников и вызывает образование локальных перегревов («горячих точек»). При проектировании трансформаторных систем Ryan учитывается общий коэффициент нелинейных искажений (THD), чтобы коммутационное оборудование и трансформаторы могло функционировать как единый комплекс и не подвергаться непредвиденным отказам, вызывающим дорогостоящее простои.
Как трансформаторы становятся первой линией обороны
Трансформаторы всегда будет создавать некоторое сопротивление гармоникам, и для их эффективного подавления требуются специальные конструкции. В этом случае возникает различие между обычным распределительным трансформатором и трансформатором, снижающим уровень гармоник (или трансформатором с рейтингом K). Обычные трансформаторы не учитывают потери на вихревые токи, вызванные нелинейными нагрузками; в результате они перегреваются и преждевременно выходят из строя.
Мы можем адаптировать наши трансформаторы, в частности линию VPI (а также наши сухие литые эпоксидные модели), в компании Ryan Electric, чтобы обеспечить подавление гармоник. С помощью электромагнитного экранирования и специальных конструкций магнитопровода мы снижаем передачу нулевой последовательности гармоник (включая третью гармонику) между стороной НН и стороной СН. Это предотвращает протекание гармонических токов в вышестоящую сеть и, как следствие, перегрузку коммутационного оборудования СН. Кроме того, наши трансформаторы по своей конструкции обеспечивают буферную функцию при подключении в составе узловой подстанции, концентрируя искажения, вызванные гармониками, на стороне нагрузки и не подвергая первичное коммутационное оборудование излишней электрической нагрузке.
Сдвиг фаз: ключ к компенсации в выпрямительных системах
В крупных выпрямительных системах (например, в электролизных установках, установках рафинирования металлов или крупных центрах обработки данных) наиболее эффективное подавление гармоник достигается до того, как гармоники попадают в коммутационное оборудование. Этого добиваются с помощью трансформаторов с регулируемым сдвигом фаз.
Ryan Electric специализируется на многоимпульсных выпрямителях (12-импульсных, 24-импульсных и 48-импульсных) трансформаторы . Они фактически являются предшественниками выпрямителей, вызывающими сдвиг фазы между вторичными обмотками, благодаря чему гармоники, генерируемые выпрямителями (5-я, 7-я и т. д.), взаимно компенсируются непосредственно в трансформаторе. Ток, циркулирующий по первичной стороне и проходящий через распределительное устройство среднего напряжения (MV), становится значительно «чище». Такое пассивное подавление гармоник снижает действующее значение (RMS) тока, протекающего через шины и автоматические выключатели распределительного устройства, понижает рабочие температуры и продлевает срок службы этих критически важных компонентов без применения дорогостоящих активных фильтров.
Интеграция систем и соответствие глобальным стандартам
Подавление гармоник требует системного подхода к электрической системе. Трансформатор не существует в вакууме: его необходимо интегрировать со средствами коммутации, измерительными и защитными реле для формирования надёжной сети. Предлагаемые компанией Ryan Electric решения учитывают такую интеграцию. Наши трансформаторы мини-подстанций и блочные подстанции обеспечивают промежуточное звено между средним напряжением (MV) и распределением низкого напряжения (LV).
Мы гарантируем, что наше оборудование соответствует высоким международным стандартам, включая IEEE 519, который устанавливает максимально допустимый уровень гармонических искажений в точке общей связи. Производство и испытания наших трансформаторов, а также согласованных комплектных устройств коммутации позволяют обеспечить защиту всей системы в целом, а не только трансформатора. Чтобы гарантировать эффективную защиту оборудования среднего (MV) и низкого (LV) напряжения от разрушительного воздействия гармонических искажений при установке нашего оборудования на объектах, мы проводим испытания его характеристик при моделируемых гармонических нагрузках в наших лабораториях, аккредитованных CNAS, и подтверждаем надёжность нашей продукции для центров обработки данных Microsoft и национальных энергосистем.
Экспертные решения в области трансформаторов
Свяжитесь с нами [здесь] для получения оптовых цен и технической поддержки.