Harmonik adalah kebimbangan yang ketara dalam sistem kuasa elektrik, dan kesannya terhadap transformer kuasa jenis kering adalah topik yang memerlukan perhatian. Sebagai pembekalPengubah kuasa jenis kering, Saya telah menyaksikan secara langsung cabaran dan implikasi yang harmonik dapat menimbulkan komponen penting dalam infrastruktur elektrik.
Memahami harmonik
Harmonik adalah voltan sinusoidal atau arus yang mempunyai frekuensi yang merupakan gandaan integer frekuensi asas (biasanya 50 atau 60 Hz). Dalam sistem kuasa yang ideal, voltan dan bentuk gelombang semasa adalah gelombang sinus tulen pada frekuensi asas. Walau bagaimanapun, peningkatan penggunaan beban linear seperti pemacu kekerapan, komputer, dan balast elektronik telah membawa kepada pengenalan harmonik ke dalam sistem kuasa.
Beban bukan linear menarik arus dalam denyutan pendek dan bukannya bentuk gelombang sinusoidal yang licin. Bentuk gelombang arus bukan sinusoid ini mengandungi komponen harmonik. Sebagai contoh, arus harmonik ketiga mempunyai kekerapan tiga kali ganda frekuensi asas, arus kelima - harmonik mempunyai kekerapan lima kali kekerapan asas, dan sebagainya.
Kesan terhadap transformer kuasa jenis kering
1. Peningkatan pemanasan
Salah satu kesan yang paling ketara terhadap harmonik pada transformer kuasa jenis kering meningkat pemanasan. Transformer direka untuk beroperasi dengan bentuk gelombang sinusoid pada kekerapan asas. Apabila harmonik hadir, arus harmonik tambahan yang mengalir melalui penggulungan pengubah menyebabkan kerugian tambahan.
Kerugian dalam pengubah boleh dibahagikan kepada dua jenis utama: kerugian tembaga dan kerugian teras. Kerugian tembaga adalah berkadar dengan kuadrat arus yang mengalir melalui belitan. Oleh kerana arus harmonik menambah jumlah arus, kerugian tembaga meningkat dengan ketara. Sebagai contoh, jika arus harmonik ketiga hadir dalam sistem, jumlah arus dalam penggulungan adalah jumlah vektor arus asas dan arus harmonik ketiga. Peningkatan semasa membawa kepada peningkatan dalam kerugian $ i^{2} r $, di mana $ i $ adalah arus dan $ r $ adalah rintangan penggulungan.
Kerugian teras juga meningkat disebabkan oleh harmonik. Hysteresis dan eddy - kerugian semasa dalam teras pengubah adalah kekerapan - bergantung. Harmonik kekerapan yang lebih tinggi menyebabkan perubahan yang lebih pesat dalam medan magnet dalam teras, mengakibatkan peningkatan kehilangan histeresis. Eddy - Kerugian semasa adalah berkadar dengan kuadrat kekerapan, jadi kehadiran harmonik frekuensi tinggi boleh menyebabkan peningkatan besar dalam eddy - kerugian semasa.
Peningkatan pemanasan ini boleh mempunyai beberapa kesan negatif. Ia dapat mengurangkan jangka hayat penebat pengubah. Bahan penebat dalam transformer jenis kering, seperti resin epoksi diPengubah kering resin epoksi, direka untuk beroperasi dalam julat suhu tertentu. Pemanasan yang berlebihan boleh menyebabkan penebat merendahkan lebih cepat, yang membawa kepada kerosakan penebat dan kegagalan pengubah yang berpotensi.
2. Mengurangkan transformer
Oleh kerana peningkatan pemanasan yang disebabkan oleh harmonik, transformer kuasa jenis kering mungkin perlu dipertahankan. Derating bermakna mengurangkan kapasiti penarafan pengubah untuk memastikan ia dapat beroperasi dengan selamat di bawah keadaan harmonik yang kaya.
Jumlah pengurangan yang diperlukan bergantung kepada magnitud dan kekerapan harmonik yang ada dalam sistem. Sebagai contoh, jika jumlah distorsi harmonik (THD) arus agak rendah, katakan kurang daripada 10%, derrasi mungkin minimum. Walau bagaimanapun, jika THD adalah tinggi, seperti 30% atau lebih, pengubah mungkin perlu dikurangkan dengan jumlah yang signifikan, mungkin 20 - 30% daripada kapasiti undiannya.
Mengurangkan pengubah boleh menjadi penyelesaian yang mahal. Ia mungkin memerlukan pemasangan pengubah kapasiti yang lebih besar daripada yang diperlukan dalam persekitaran yang tidak harmonik. Ini meningkatkan kos pelaburan awal dan juga mengambil lebih banyak ruang dalam pemasangan elektrik.
3. Penyimpangan voltan
Harmonik juga boleh menyebabkan herotan voltan dalam sistem kuasa. Apabila arus harmonik mengalir melalui impedans pengubah dan rangkaian elektrik yang berkaitan, mereka membuat titisan voltan pada frekuensi harmonik. Voltan ini jatuh memesongkan bentuk gelombang voltan pada terminal pengubah.
Penyimpangan voltan boleh memberi kesan negatif terhadap prestasi peralatan elektrik lain yang disambungkan ke sistem yang sama. Sebagai contoh, peralatan elektronik yang sensitif mungkin tidak berfungsi atau telah mengurangkan kebolehpercayaan kerana voltan yang terdistorsi. Di samping itu, herotan voltan boleh menyebabkan kerugian tambahan dalam peranti elektrik lain, yang membawa kepada peningkatan penggunaan tenaga.
4. Kebisingan yang boleh didengar
Kehadiran harmonik dapat meningkatkan bunyi yang boleh didengar oleh transformer kuasa jenis kering. Daya magnet dalam teras pengubah adalah berkadar dengan kuadrat ketumpatan fluks magnet. Oleh kerana harmonik menyebabkan perubahan dalam medan magnet, mereka boleh membawa kepada peningkatan getaran mekanikal di teras dan belitan.
Getaran ini dihantar ke kandang pengubah dan dipancarkan sebagai gelombang bunyi. Harmonik kekerapan yang tinggi boleh menghasilkan bunyi bising yang tinggi atau berdengung, yang boleh menjadi gangguan di kawasan kediaman atau komersial di mana pengubah terletak.
Strategi Mitigasi
1. Penapis Harmonik
Penapis harmonik adalah salah satu kaedah yang paling biasa untuk mengurangkan kesan harmonik pada transformer kuasa jenis kering. Terdapat dua jenis utama penapis harmonik: penapis pasif dan penapis aktif.
Penapis pasif terdiri daripada induktor, kapasitor, dan perintang yang disambungkan dalam konfigurasi tertentu untuk menyediakan laluan impedans yang rendah untuk arus harmonik. Mereka agak mudah dan kos - berkesan, tetapi mereka direka untuk menapis frekuensi harmonik tertentu. Sebagai contoh, penapis pasif boleh direka untuk menapis harmonik kelima dan ketujuh.
Penapis aktif, sebaliknya, lebih kompleks dan mahal. Mereka menggunakan elektronik kuasa untuk menghasilkan arus pampasan yang sama dengan magnitud dan bertentangan dengan fasa kepada arus harmonik. Penapis aktif boleh menyesuaikan diri dengan perubahan dalam spektrum harmonik dan menyediakan penyelesaian yang lebih komprehensif untuk pengurangan harmonik.
2. Memilih pengubah yang betul
Apabila merancang sistem elektrik dengan harmonik, adalah penting untuk memilih pengubah kuasa jenis kering yang betul. Sesetengah transformer direka khusus untuk mengendalikan persekitaran yang kaya dengan harmonik. Sebagai contoh, transformer dengan penarafan faktor k yang lebih tinggi lebih sesuai untuk digunakan dalam sistem dengan harmonik yang ketara.
Faktor K - adalah ukuran keupayaan pengubah untuk mengendalikan beban bukan sinusoidal. Pengubah dengan faktor k yang lebih tinggi boleh menghilangkan haba tambahan yang dihasilkan oleh harmonik dengan lebih berkesan. Apabila menentukan pengubah untuk aplikasi yang kaya dengan harmonik, adalah disyorkan untuk memilih pengubah dengan AK - faktor yang sesuai untuk tahap harmonik yang diharapkan dalam sistem.
Peranan kami sebagai pembekal pengubah kuasa jenis kering
Sebagai pembekalPengubah kuasa jenis kering, kami memahami cabaran yang ditimbulkan oleh harmonik kepada pelanggan kami. Kami menawarkan pelbagai penyelesaian untuk membantu pelanggan kami mengurangkan kesan harmonik pada transformer mereka.
Kami boleh menyediakan transformer dengan penarafan faktor k yang berbeza untuk memenuhi pelbagai persekitaran harmonik. KamiVoltan Tinggi Tinggi Pengubah Kuasa 10kv Tinggidireka untuk memenuhi keperluan aplikasi voltan yang tinggi, walaupun dengan kehadiran harmonik.
Di samping itu, kami boleh menawarkan sokongan teknikal kepada pelanggan kami. Pasukan pakar kami boleh menganalisis kandungan harmonik sistem kuasa mereka dan mengesyorkan strategi mitigasi yang paling sesuai. Sama ada pemilihan pengubah yang betul, pemasangan penapis harmonik, atau pelaksanaan langkah -langkah lain, kami komited untuk membantu pelanggan kami memastikan operasi sistem elektrik mereka yang boleh dipercayai dan cekap.
Jika anda menghadapi cabaran yang berkaitan dengan harmonik dalam sistem elektrik anda dan memerlukan pengubah kuasa jenis kering yang boleh dipercayai, kami menggalakkan anda menghubungi kami. Pasukan jualan kami yang berpengalaman bersedia untuk membincangkan keperluan khusus anda dan memberi anda penyelesaian yang disesuaikan. Kami boleh membantu anda memilih pengubah yang betul dan menawarkan panduan mengenai strategi mitigasi harmonik untuk memastikan prestasi jangka panjang dan kebolehpercayaan pemasangan elektrik anda.
Rujukan
- IEEE Standard 519 - 2014, "IEEE Praktik dan Keperluan untuk Kawalan Harmonik dalam Sistem Kuasa Elektrik".
- "Kejuruteraan Transformer: Reka Bentuk, Teknologi, dan Diagnostik" oleh JC Das.
- "Kualiti Kuasa dalam Sistem Elektrik" oleh L. Gyugyi dan Ed Stacey.