Чому вашому об'єкту потрібні рішення для розподілу з гасінням гармонік
Сучасні електричні установки мало схожі на ті, що існували кілька десятиліть тому. Зростання кількості частотно-регульованих приводів, світлодіодного освітлення, систем безперебійного живлення (UPS), зарядних пристроїв для акумуляторів та інших пристроїв силової електроніки змінило профіль електричного навантаження. Хоча ці пристрої забезпечують переваги щодо ефективності й керування, вони також вводять у систему розподілу гармонійні струми, що спотворюють форму напруги, призводять до перегріву обладнання та знижують загальну надійність системи. Гармоніки тепер є проблемою, яка викликає занепокоєння, і повсякденною експлуатаційною задачею для менеджерів об’єктів та інженерів підприємств. Рішення для розподілу з пониженим впливом гармонік розроблені на основі інноваційних трансформаторних технологій й забезпечують зменшення впливу гармонік на обладнання, мінімізацію втрат, а також збереження якості електроенергії. Компанія Jiangsu Ryan Electric надає такі рішення підприємствам у понад 80 країнах, що гарантує безпечну роботу сучасних навантажень без загрози цілісності систем розподілу.
Гармоніки породжують витрати, які накопичуються у всіх сферах експлуатації об’єкта й, як правило, проявляються тоді, коли вже занадто пізно що-небудь виправити. Короткостроковий ефект — це тепловий: гармонійні струми додаються до загальних струмів, проте не вносять вкладу в корисну роботу й призводять до підвищення температури в трансформаторах, кабелях та комутаційному обладнанні. У разі трансформаторів це означає прискорене старіння ізоляції: кожне підвищення температури на 6–10 °C зменшує залишковий термін служби вдвічі. У разі кабелів це означає зниження допустимого струму (амперажу) та ризик пошкодження ізоляції. У разі двигунів це призводить до додаткового нагрівання та пульсацій крутного моменту, що створює навантаження на механічні системи.
Крім теплових ефектів, гармоніки призводять до необґрунтованих спрацьовувань захисних пристроїв, порушення роботи чутливих електронних пристроїв та зниження коефіцієнта потужності, що викликає штрафні санкції з боку енергопостачальників. Фінансові витрати є накопичувальними: втрачена енергія у вигляді тепла, втрата обладнання через передчасну заміну, простої виробництва через неочікувані відмови та щомісячні рахунки за електроенергію через низький коефіцієнт потужності. Рішення Ryan Electric для пригнічення гармонік усувають ці витрати в їхньому джерелі, мінімізуючи загальне спотворення форми струму (THD) і захищаючи активи підприємства від неочевидної шкоди, яку завдають гармоніки.
Трансформатори з нормальним розподілом використовуються в синусоїдальних струмах і лінійних навантаженнях. У разі піддання їх дії струмів, багатих гармоніками, що характерно для сучасних об’єктів, вони піддаються значним втратам на вихрові струми в обмотках, нагріванню конструктивних елементів за рахунок розсіяного магнітного потоку та перегріву нейтральних провідників у трифазних системах. Рішенням є спеціально розроблені гармонійні трансформатори.
Трансформатори, вироблені компанією Ryan Electric, мають рейтинг K-фактора, що дозволяє їм працювати з нелінійними навантаженнями. Щоб забезпечити підтримку як струмів триплетних гармонік, так і електростатичного екранування, у наших конструкціях використовуються нейтральні провідники більшого перерізу, ніж ті, що застосовуються для змінних струмів аналогічної частоти, а також конфігурації обмоток, оптимізовані для зменшення вихрових струмів у разі гармонічних частот. Струмопровідні сердечники та котушки проектуються з підвищеною потужністю охолодження, завдяки чому температура «гарячих точок» підтримується в межах допустимого рівня навіть за надзвичайно шкідливого навантаження. Трансформатори з рейтингом K-фактора класифікуються за здатністю забезпечувати номінальні нелінійні навантаження без надмірного підвищення температури: K-4 — помірні гармоніки, K-13 — значні гармоніки, K-20 — найгірший випадок. Ці спеціалізовані трансформатори забезпечують високоякісну роботу, яку стандартні одиниці не можуть запропонувати через велику концентрацію частотно-регульованих приводів (VFD), систем безперебійного живлення (UPS) або навантажень центрів обробки даних.
Хоча трансформатори з коефіцієнтом K витримують гармоніки, фазозміщувальні трансформатори активно їх усувають. Ці трансформатори генерують певні гармоніки, які магнітно компенсуються до того, як вони поширюються в розподільну мережу, шляхом додавання контрольованих фазових зсувів між кількома вторинними обмотками.
Багатоімпульсні трансформатори в Ryan Electric. У компанії Ryan Electric закладено основу пасивного придушення гармонік у потужних навантаженнях на випрямлячах: багатоімпульсний трансформатор, що пропонується в 12-імпульсному, 18-імпульсному, 24-імпульсному та інших виконаннях. Два шестімпульсні випрямлячі, живлені вторинними обмотками трансформатора зі зсувом фаз на 30 градусів, забезпечують компенсацію 5-ї та 7-ї гармонік. У 18-імпульсних та 24-імпульсних системах відхиляються й інші гармоніки, залишаючи первинний струм, який майже синусоїдальний. У великих установках з регульованими частотними перетворювачами або постійного струму, а також у електролітичних навантаженнях ці трансформатори виступають як фільтри гармонік постійного струму, забезпечуючи високу загальну ефективність системи. Наші рішення з фазовим зсувом розроблені спеціально для конкретного спектру гармонік у певному застосуванні й забезпечують максимальну компенсацію та мінімальні залишкові спотворення. Підтримувані нашими комплексними випробувальними рішеннями, зокрема випробуваннями ефективності придушень гармонік у наших лабораторіях, сертифікованих за CNAS, компанія Ryan Electric надає рішення з фазовим зсувом, які перетворюють генератори гармонік на «дружні до мережі» навантаження.
Гармонійне керування охоплює не лише окремі трансформатори, а й усю систему розподілу електроенергії. Запропоновані компанією Ryan Electric рішення щодо згладжування гармонік включають вбудовані технології, що інтегрують різні заходи зі зменшення гармонік для забезпечення повного підвищення якості електроенергії.
Трансформатори з коефіцієнтом K із можливістю встановлення пасивних фільтрів можна монтувати в наших розподільних підстанціях; вони налаштовані на гармонійні частоти об’єкта. Для підтримки застосувань, що вимагають зниження гармонік і регулювання напруги, ми пропонуємо конструкції трансформаторів із зсувом фази в поєднанні з регулятором напруги під навантаженням. У разі об’єктів відновлюваних джерел енергії та систем зберігання енергії наші трансформатори мають додаткові особливості для зменшення специфічних гармонік, що виникають у інверторах та зарядних пристроях акумуляторів. Кожне рішення розроблено з метою простого інтегрування з нижчестоящим комутаційним обладнанням, вищестоящими системами захисту та системами моніторингу об’єкта, щоб забезпечити комплексне рішення для управління якістю електроенергії.
Ця вартість не обмежується лише захистом обладнання, а також охоплює експлуатаційні та фінансові переваги. Високий коефіцієнт потужності дозволяє уникнути або зменшити штрафи з боку енергопостачальника. Зниження рівня гармонійних струмів забезпечує додатковий резерв потужності в розподільчій мережі для підключення нових навантажень. Зниження робочих температур збільшує термін служби обладнання та зменшує потребу в технічному обслуговуванні. «Зелена» електроенергія покращує стабільність технологічних процесів і мінімізує проблеми з якістю в чутливих виробничих процесах. Для менеджерів з експлуатації, які стикаються з викликами, пов’язаними з сучасними навантаженнями, рішення Ryan Electric щодо розподільчих систем з гасінням гармонік забезпечують надійне, ефективне й якісне електропостачання; ці рішення вже успішно застосовуються понад у 50 країнах світу та довіряються клієнтами — від центрів обробки даних Microsoft до промислових підприємств по всьому світі.
EN
