Rollen av harmonisk undertryckning för att skydda mellanspännings- och lågspänningselställningar

Harmoniska svängningar är en insidios fiende som dagens eldistributionssystem utsätts för. Spridda av icke-linjära laster, såsom frekvensomformare (VFD), likriktare, LED-belysning och UPS, förvränger harmoniska strömmar och spänningar den sinusformade karaktären hos elmatningen. Även om effekten av detta på transformatorer är väl känd (överdriven uppvärmning och förluster), är effekten på nedströms mellanspännings- (MV) och lågspänningsställningar (LV) lika katastrofal. Harmonisk undertryckning handlar inte bara om elkvaliteten, utan är också en avgörande metod för att hantera det väsentliga i ditt elsystem – ställningarna som styr och isolerar elströmmen.

Den dolda påverkan på ställningskomponenter

Strömbrytarsystemet är också inställt på att driva vid en specifik frekvens och spänning, vanligtvis 50 eller 60 Hz. Ovärdesvågor ger upphov till högfrekventa strömmar som förstör den mekaniska och termiska integriteten hos komponenter i strömbrytarsystemet. Harmoniska strömmar kan påverka utlösningen av termomagnetiska enheter i säkringsautomater. Värmeströmmar orsakar ytterligare uppvärmning av ledande delar, sammanslutningsstänger och anslutningar som induceras vid harmoniska frekvenser. Detta ökar åldrandeshastigheten för isolationsmaterial och minskar motståndet i mekaniska förbindningar. Skin-effekten kan leda till att strömmen flödar längs ledarnas ytor vid högre frekvenser, vilket effektivt minskar ledarnas strömkapacitet och ger upphov till varma punkter. Ryan Transformators systemdesign tar hänsyn till den totala harmoniska distortionen (THD) så att strömbrytarsystemet och transformatorer kan fungera som en enhet och inte utsättas for oväntade fel som orsakar kostsamma driftstopp.

Hur transformatorer blir den första försvarslinjen

Transformatorer kommer alltid att ge en viss impedans mot harmoniska svängningar, och särskilda konstruktioner krävs för att effektivt minska dem. I detta fall uppstår skillnaden mellan en konventionell distributionstransformator och en harmonikminskande (eller K-klassad) transformator. Vanliga transformatorer tar inte hänsyn till virvelströmsförluster som uppstår på grund av icke-linjära laster; de överhettas och får en förkortad livslängd.

Vi kan anpassa våra transformatorer, särskilt vår VPI-linje (och även våra torrtypsgjutna hartstransformatorer) hos Ryan Electric för att inkludera egenskaper som undertrycker harmoniska svängningar. Vi minskar överföringen av nollsekvensharmoniska (inklusive den tredje harmoniska) mellan LV-sidan och MV-sidan med hjälp av elektromagnetisk skärmning och kärnkonstruktioner. Detta förhindrar att harmoniska strömmar flödar tillbaka mot en högre nivå i nätet, vilket skulle orsaka spänning på MV-strömbrytarna. Dessutom fungerar våra transformatorer, enligt deras konstruktion, som en buffert när de är anslutna i en enhetsstation, vilket koncentrerar harmonisk deformation på lastsidan och inte utsätter primärströmbrytarna for en onödig elektrisk belastning.

Fasskiftning: Nyckeln till förstörning i likriktarapplikationer

I stora likriktarsystem (t.ex. elektrolys, metallrefinering eller stora datacenter) uppnås den mest önskvärda formen av harmonikundertryckning innan harmonikerna ens når strömbrytarna. Fasskiftande transformatorer uppnår detta.

Ryan Electric specialiserar sig på multipulslikriktare (12-puls, 24-puls och 48-puls) transformatorer . De är egentligen föregångare till likriktarna, vilket orsakar en fasförskjutning mellan de sekundära lindningarna, så att de harmoniska frekvenserna som genereras av likriktarna (den femte, den sjunde osv.) kan ta ut varandra i transformatorn själv. Mängden ström som cirkulerar på primärsidan och genom mellanspänningsstyrutrustningen är mycket renare. Denna passiva harmonisk undertryckning sänker RMS-strömnivån som passerar genom styrukrets bussningar och brytare, sänker driftstemperaturerna och förlänger livslängden för dessa avgörande komponenter, utan att kräva dyra aktiva filter.

Systemintegration och efterlevnad av globala standarder

Harmonisk undertryckning kräver en systemöversikt av elsystemet. Det finns ingen transformator i ett vakuum; den måste integreras med styrutrustning samt mät- och skyddssystem för att bilda ett robust nätverk. Lösningarna från Ryan Electric tar hänsyn till denna integration. Våra minikraftstationstransformatorer och enhetskraftstationer utgör en mellanstation mellan mellanspänningsförsörjningen och nedsättningen till lågspänning.

Vi säkerställer att vår utrustning uppfyller höga internationella standarder, inklusive IEEE 519, som kräver den maximala nivån av harmoniskt avvikelse som får förekomma vid den gemensamma kopplingspunkten. Vår tillverkning och provning av transformatorer samt matchande styrutrustning gör att hela systemet – och inte bara transformatorn – skyddas. För att säkerställa att vår utrustning, när den installeras på plats, effektivt skyddar mellanspännings- och lågspänningsstyrutrustning mot de förödande effekterna av harmonisk avvikelse, testar vi prestandan vid simulerade harmoniska laster i våra CNAS-godkända provlaboratorier och garanterar pålitlighet för våra kunder vid Microsofts datacenter samt nationella elbolag.

Expertlösningar för transformatorer

Kontakta oss [här] för volympriser och teknisk support.