Почему вашему объекту требуются решения для распределения с гашением гармоник
Электроустановки современности мало чем похожи на те, что использовались пару десятилетий назад. Рост числа преобразователей частоты, светодиодного освещения, систем бесперебойного питания (UPS), зарядных устройств для аккумуляторов и других устройств силовой электроники изменил профиль электрической нагрузки. Хотя эти устройства обеспечивают преимущества в плане эффективности и управления, они также вносят гармонические токи в распределительную сеть, искажающие форму напряжения, вызывающие перегрев оборудования и снижающие общую надёжность системы. Гармоники сегодня представляют собой серьёзную проблему, требующую постоянного внимания со стороны управляющих объектами специалистов и инженеров предприятий. Решения по подавлению гармоник в распределительных сетях разработаны на основе инновационных трансформаторных технологий и обеспечивают снижение воздействия гармоник на оборудование, минимизацию потерь, а также сохранение качества электроэнергии. Компания Jiangsu Ryan Electric предоставляет такие решения предприятиям более чем в 80 странах, что гарантирует стабильную работу современных нагрузок без ущерба для целостности распределительных систем.
Гармоники порождают издержки, которые накапливаются во всех областях эксплуатации объекта и, как правило, проявляются слишком поздно. Краткосрочным эффектом является тепловой — гармонические токи увеличивают суммарные токи, но не вносят вклад в полезную работу, вызывая повышение температуры в трансформаторах, кабелях и коммутационном оборудовании. В случае трансформаторов это приводит к ускоренному старению изоляции: при каждом повышении температуры на 6–10 °C остаточный срок службы сокращается вдвое. В случае кабелей это означает снижение допустимой токовой нагрузки и риск повреждения изоляции. В случае двигателей это приводит к дополнительному нагреву и пульсациям крутящего момента, создающим нагрузку на механические системы.
Помимо тепловых эффектов, гармоники вызывают ложные срабатывания защитных устройств, нарушения в работе чувствительной электроники и снижение коэффициента мощности, что влечёт за собой штрафы со стороны энергоснабжающей организации. Финансовые потери носят накопительный характер: потраченная впустую энергия в виде тепла, преждевременный износ оборудования, простои в производстве из-за непредвиденных отказов, а также ежемесячные счета за электроэнергию, обусловленные низким коэффициентом мощности. Решения Ryan Electric по подавлению гармоник устраняют эти затраты на корню, минимизируя общее гармоническое искажение (THD) и защищая активы объекта от скрытого вреда, вызываемого гармониками.
Трансформаторы с нормальным распределением применяются при синусоидальных токах и линейных нагрузках. При воздействии токов, богатых гармониками, характерных для современных объектов, они подвержены значительным потерям на вихревые токи в обмотках, нагреву конструктивных элементов за счёт рассеянного магнитного потока и перегреву нейтральных проводников в трёхфазных системах. Решение — трансформаторы, специально разработанные для работы с гармониками.
Трансформаторы, производимые компанией Ryan Electric, имеют рейтинг K-фактора и предназначены для работы с нелинейными нагрузками. Для поддержки как токов третичных гармоник, так и электростатической экранировки в наших конструкциях используются нейтральные проводники большего сечения по сравнению с проводниками, применяемыми для переменного тока аналогичной частоты, а также оптимизированные конфигурации обмоток, снижающие потери на вихревые токи при гармонических частотах. Магнитопроводы и обмотки спроектированы с повышенной теплоотдачей, что позволяет поддерживать температуру «горячих точек» в допустимых пределах даже при чрезвычайно высоких нагрузках. Трансформаторы с рейтингом K-фактора классифицируются по способности обеспечивать номинальную нелинейную нагрузку без чрезмерного повышения температуры: K-4 — умеренные гармоники, K-13 — значительные гармоники, K-20 — наиболее тяжёлый случай. Эти специализированные трансформаторы обеспечивают высококачественную работу, недостижимую для стандартных моделей из-за высокой концентрации преобразователей частоты (VFD), систем бесперебойного питания (UPS) или нагрузок центров обработки данных.
В то время как трансформаторы с коэффициентом K устойчивы к гармоникам, фазосдвигающие трансформаторы активно их устраняют. Эти трансформаторы генерируют заданные гармоники, которые магнитным путём взаимно компенсируются до того, как распространятся в распределительную систему, за счёт введения контролируемых фазовых сдвигов между несколькими вторичными обмотками.
Многоимпульсные трансформаторы компании Ryan Electric. Компания Ryan Electric предлагает в качестве базового решения для пассивной компенсации гармоник при больших нагрузках на выпрямителях многоимпульсные трансформаторы: 12-импульсные, 18-импульсные, 24-импульсные и более высокой кратности. Два шестипульсных выпрямителя, питающиеся от вторичных обмоток трансформатора со сдвигом фаз на 30 градусов, обеспечивают подавление 5-й и 7-й гармоник. В 18-импульсных и 24-импульсных системах подавляются и другие гармоники, в результате чего первичный ток становится почти синусоидальным. В крупных установках с регулируемыми частотными преобразователями, источниках постоянного тока, а также при электролитических нагрузках такие трансформаторы выполняют функцию фильтров гармоник постоянного тока, обеспечивая высокую общую эффективность системы. Наши конструкции с фазовым сдвигом адаптируются под конкретный спектр гармоник конкретного применения и обеспечивают максимальную компенсацию и минимальные остаточные искажения. Поддерживаемые нашими комплексными испытательными решениями — включая тестирование гармонических характеристик в наших лабораториях, сертифицированных по стандарту CNAS, — решения Ryan Electric с фазовым сдвигом превращают источники гармоник в «дружественные к сети» нагрузки.
Гармоническое управление охватывает не только отдельные трансформаторы, но и всю систему распределения электроэнергии в целом. Предлагаемые компанией Ryan Electric решения по подавлению гармоник включают встроенные комплексные меры, объединяющие различные методы компенсации для достижения полного повышения качества электроэнергии.
Трансформаторы с коэффициентом K, оснащённые пассивными фильтрами, могут устанавливаться в наших комплектных трансформаторных подстанциях и настраиваются на гармонические частоты объекта. Для поддержки применений, требующих как подавления гармоник, так и регулирования напряжения, мы предлагаем конструкции фазосдвигающих трансформаторов в сочетании с устройствами регулирования напряжения под нагрузкой. В случае установок возобновляемых источников энергии и систем накопления энергии наши трансформаторы обладают дополнительными функциями, позволяющими смягчить особенности гармоник, генерируемых инвертерами и зарядными устройствами аккумуляторов. Каждое решение адаптируется индивидуально для обеспечения лёгкой интеграции с распределительными устройствами нижестоящих цепей, защитой вышестоящих цепей и системами мониторинга объекта, что позволяет предложить комплексное решение по управлению качеством электроэнергии.
Это значение выходит за рамки защиты оборудования и включает в себя также эксплуатационные и финансовые преимущества. Высокий коэффициент мощности позволяет устранить или снизить штрафы со стороны энергоснабжающей организации. Снижение гармонических токов высвобождает резерв пропускной способности распределительной сети, позволяя подключать дополнительные нагрузки. Понижение рабочих температур увеличивает срок службы оборудования и снижает потребность в техническом обслуживании. «Зелёная» электроэнергия повышает стабильность технологических процессов и минимизирует проблемы с качеством продукции в чувствительных производственных процессах. Для руководителей объектов, сталкивающихся с вызовами, связанными с современными нагрузками, решения Ryan Electric в области распределительных систем с подавлением гармоник обеспечивают надёжное, эффективное электропитание и высокое качество электроэнергии; такие решения применяются более чем в 50 странах и используются клиентами — от центров обработки данных Microsoft до промышленных предприятий по всему миру.
EN
