Elektrijaotussüsteemides tekitavad mittelineaarsed koormused moonutatud harmoonilisi. Need harmoonilised võivad põhjustada paljusid probleeme, sealhulgas seadmete ülekuumenemist, suurenenud energiakadu, seadmete eluea lühenemist ja isegi pikemat seisakuaega.
Harmoonilised leevendustrafod on selle probleemi parim lahendus. Sõltumata koormuse suurusest summutavad need teie passiivsetes komponentides kahjulikke harmoonilisi, parandades tõhusust, energiasäästu ja töökindlust.
Sisukord:
1. Mis on harmoonilised?
2. Mis põhjustab harmoonilisi?
3. Kuidas harmoonilised trafosid mõjutavad?
4. Milliseid harmoonilisi moonutusi tekitavad kaasaegsed elektrisüsteemid?
5. Mis on harmoonilist leevendustrafo?
6. Kuidas harmoonilisi leevendav transformaator mõjutab harmoonilisi?
7. Milliste seadmete jaoks on vaja harmoonilist leevendustrafot?
8. Milliseid elektriprobleeme saab harmoonilist leevendustrafo lahendada?
9. Kui palju ületavad harmooniat vähendavad transformaatorid K-reitinguga trafosid?
9. Kui palju ületavad harmooniat vähendavad transformaatorid K-reitinguga trafosid?
10. Kuidas harmoonilisi leevendustrafosid töötavad?
11. Mis on harmoonilisi leevendustrafosid?
12. Kuidas harmoonilisi leevendustrafosid aitavad teil voolukvaliteeti parandada?
13. Tulevikusuundumused elektrikvaliteedi juhtimises
1. Mis on harmoonilised?
Mis on harmoonilised{0}}allikad: pqcomponents
Toitesüsteemides on elektrilised signaalid tavaliselt sinusoidsed, et aidata erinevatel elektriseadmetel nende funktsioone täita, nagu valgustus, mootorid, printimine ja arvutiprogrammide käitamine.
Üldiselt kõigub 60 Hz süsteemis tavaline voolu lainekuju üles ja alla 60 korda sekundis. Koormuse tekitatud harmoonilised sagedused on aga veelgi kõrgemad. Kolmanda harmoonilise sagedus on 180 Hz ja viienda harmoonilise sagedusega 300 Hz, mis esindab harmooniliste lainevormide tsüklit sagedustel vastavalt 180 ja 300 korda sekundis.
2. Mis põhjustab harmoonilisi?
Harmooniliste põhjuste mõistmiseks peame mõistma lineaarseid ja mittelineaarseid koormusi süsteemis. Mõlemad on viisid, kuidas elektrisüsteemi seadmed energiat tarbivad. Täpsemalt:
Lineaarsed koormused
Lineaarsed koormused-allikas: võimsuskvaliteet
Lineaarsete koormuste energiatarve sarnaneb üldiselt siinuse lainekujuga. Lineaarsed koormused hõlmavad tavaliselt mootoreid või hõõglampe.
Mittelineaarsed koormused
Mittelineaarsed koormused-allikas: actionpowertest
Mittelineaarsete koormuste tekitatud vahelduvvoolulained ei vasta siinuskujulisele lainekujule. Need tekitavad energiatarbimise ajal harmoonilisi. Neid harmoonilisi genereerivad tavaliselt sellised seadmed nagu sagedusmuundurid, alaldid ja muud kaasaegsed elektroonikaseadmed ning need põhjustavad kergesti pinge- ja voolumoonutusi.
Harmooniliste tüüpiliste allikate hulka kuuluvad:
Tüüpilised harmooniliste{0}allikad: megavatid
Muutuva sagedusega ajamid (VFD), katkematud toiteallikad (UPS), serveririiulid, LED-valgustid, elektrisõidukite laadijad ja lülitustoiteallikad.
3. Kuidas harmoonilised trafosid mõjutavad?
Kuidas harmoonilised transformereid mõjutavad{0}}allikas: grwinding
Trafo töö ajal võivad mittelineaarsetest koormustest tulenevad harmoonilised kergesti suurendada mähise ja südamiku kadusid, põhjustades ülekuumenemist või võimsuskadu. Täpsemalt:
Suurenenud vastupidavus ja kuumus
Trafo koosneb mähistest ja südamikust. Töötamise ajal liiguvad ja kogunevad harmoonilised juhtide välisservade suunas, suurendades soojuse kogunemist tihedalt pakitud mähistes, mille tulemuseks on trafo takistuse ja kuumuse suurenemine.
Suurenenud tuumakadu
Vahelduvvoolu suundade korral muutub ergutusvoolu polaarsus südamikus kõrgsageduslike harmooniliste{0}}mõjul. Mida suurem on ergutusvoolu muutuse sagedus, seda suurem on südamiku soojuskadu, sellest tuleneb ka termin hüstereesikadu.
Temperatuuri tõus
Harmoonikud kutsuvad seadmetes esile pöörisvoolud (pisikesed pöörlevad voolud), suurendades veelgi trafo soojuskadu ja tõstes seadme temperatuuri.
Vähendatud voolu kandevõime
3., 9. ja 15. harmoonilised võivad põhjustada nulljuhtme ülekuumenemist, mis põhjustab isolatsiooni tõrke ja lõpuks voolu kandevõime vähenemist.
4. Milliseid harmoonilisi moonutusi tekitavad kaasaegsed elektrisüsteemid?
Üldiselt tekitavad mittelineaarsed koormused harmoonilisi, mis on põhisageduse (60 Hz) täisarvulised kordsed, mõjutades seega trafo tööd. Nende hulka kuuluvad:
Kolmikharmoonikud
Triple Harmonics-allikas: elektri-tehnika
Kolmandate harmooniliste hulka kuuluvad 3., 9. ja 15. harmoonilised, mille sagedused on vastavalt 180 Hz, 540 Hz ja 900 Hz. Need kahjulikud harmoonilised kattuvad neutraalliiniga, põhjustades neutraalliini voolu suurenemist.
Viies ja seitsmes harmoonia
Viies ja seitsmes harmooniline{0}}allikas: norwall
Viienda ja seitsmenda harmoonilise sagedused on vastavalt 300 Hz ja 420 Hz. Need kahjulikud harmoonilised suurendavad hajuvat magnetvoogu, mis toob kaasa täiendava pöörisvoolu kuumutamise.
5. Mis on harmoonilist leevendustrafo?
Mis on harmoonilist leevendav transformer{0}}allikas: LTEC
Harmooniline leevendustrafo on teatud tüüpi kuiv{0}}tüüpi trafo. See välistab harmoonilised voolud spetsiaalse mähisstruktuuri, faasinihke ja null{2}}takistuse juhtimise abil.
Erinevalt passiivfiltritest, mis neelavad harmoonilisi, või K-reitinguga trafodest, mis taluvad ainult harmoonilisi, kasutab see trafo mähiste vektori- ja faasisuhteid, et vältida kattuvate harmooniliste voolude voolamist ülesvoolu süsteemi, vähendades seeläbi harmoonilisi moonutusi.
6. Kuidas harmoonilisi leevendav transformaator mõjutab harmoonilisi?
Kuidas harmoonilist leevendavat transformaatorit harmoonilistele mõju avaldab{0}}allikas: maddox
Kasutades harmoonilist leevendustrafot, vähendatakse ja kõrvaldatakse süsteemis mittelineaarsete koormuste tekitatud harmoonilised. Selle eelised hõlmavad järgmist:
- Vähendatud soojuse tootmine, mis tagab trafo nimivõimsuse täieliku ärakasutamise;
- Süsteemi ülekuumenemise ja liiga kõrgete temperatuuride vältimine;
Selle eelised hõlmavad järgmist:
|
Harmoonilised leevendavad transformaatorid |
|
|
Funktsioonid |
Faasi nihe 0 või 30 kraadi, välistades kolmandad harmoonilised (3., 9., 15. jne); Spetsiifiliste harmooniliste käsitlemine süsteemis; |
|
Omadused |
Standardsed alumiiniumist ja vasest mähised ja klemmid; Valitav temperatuuri tõus 150 kraadi, 115 kraadi või 80 kraadi; nulljuhtme nimipinge 200%; |
|
Kohaldamisala |
Saadaval mis tahes pingekombinatsioonis; |
|
Energiatõhususe reiting |
Vastab või ületab NEMA TP-1 energiatõhususe standardeid; |
|
Temperatuuritaluvus |
Isolatsioonisüsteemi temperatuuritaluvus kuni 220 kraadi ; |
7. Milliste seadmete jaoks on vaja harmoonilist leevendustrafot?
Millised seadmed nõuavad harmoonilist leevendavat transformaatorit{0}}allikas: hammondpowersolutions
Üldiselt tekitab mittelineaarsete koormuste suurenemine toitesüsteemides, nagu serverid, UPS-süsteemid, LED-valgustus, arvutid ja sagedusmuundurid, kergesti harmoonilisi moonutusi, mille tulemuseks on trafo kuumenemine, efektiivsuse vähenemine ja energiatarbimise suurenemine.
Seetõttu on nende lineaarsete koormustega elektrisüsteemides vaja harmoonilisi vähendavate trafode konfiguratsiooni, et aidata vähendada ja kõrvaldada harmoonilisi süsteemis.
8. Milliseid elektriprobleeme saab harmoonilist leevendustrafo lahendada?
Lisaks harmooniliste vähendamisele või kõrvaldamisele süsteemis võib see lahendada ka:
- Nullliini või sööturi ülekuumenemine;
- Ülesvoolu pingemoonutus läheneb piiridele.
- Ühefaasilise{0}}elektroonilise koormuse domineerimine;
Ülaltoodud probleemide ilmnemisel peate enne harmoonilisi leevendavate trafolahenduste pakkumist õige lahenduse tagamiseks täielikult arvesse võtma mitmesuguseid tegureid, nagu koormuse jaotus, faaside tasakaal, maandusmeetod, trafo ühendused ja muud harmooniliste summutusseadmed.
9. Kui palju ületavad harmooniat vähendavad transformaatorid K-reitinguga trafosid?
Harmooniline leevendustrafo VS K{0}}reitinguga trafo:
Harmooniline leevendustrafo
Mis on harmoonilist leevendav transformer{0}}allikas: LTEC |
K-reitinguga Transformer
K-reitinguga Transformer-allikas: tmrtransformers |
|
|
Funktsioonid |
Minimeerib pingemoonutusi ja võimsuskadu, mis on põhjustatud mittelineaarsete koormuste harmoonilistest. |
Lahendab mittelineaarsete koormuste ülekuumenemise probleeme, kuid ei vähenda harmoonilisi. |
|
Omadused |
Vähendab aktiivselt harmoonilisi moonutusi. |
Ei muuda täielikku harmoonilist moonutust (THDi) ega neutraalpunktikoormust. |
|
Eelised |
Parandab töökindlust moonutatud koormuste korral. |
Parandab ülesvoolu toite kvaliteeti. |
|
Kuidas valida |
Kui on vaja nullpunkti voolu, pingemoonutusi või süsteemikadusid vähendada. |
Kui harmooniliste summutamist või vähendamist pole vaja. |
10. Kuidas harmoonilisi leevendustrafosid töötavad?
Harmooniliste leevendustrafode tööomadused sõltuvad peamiselt nende mähiste geomeetriast, südamiku konstruktsioonist ja projekteeritud faasinihkest. Nende hulka kuuluvad:
Kolmekordne harmooniline summutus
Triplen Harmonic Suppression{0}}allikas: kondensaatoriühendus
Kolmanda harmoonilise summutamise skeemide väljatöötamisel kasutavad harmoonilisi summutavad trafod peamiselt siksaki-, delta{0}}siksaki- või spetsiaalseid topelt-sekundaarmähise konfiguratsioone. See saavutatakse voolu ümbersuunamisega, et tühistada kolmas harmooniline.
5. ja 7. harmooniline tühistamine
5. ja 7. harmooniline tühistamine-allikas: füüsikafoorumid
5. ja 7. harmoonilise voolu ning harmoonilist leevendustrafo erinevate sekundaarsete väljundfaaside 180-kraadise faasierinevuse tõttu on 5. ja 7. harmoonilise tühistamine võimalik.
Harmooniliste leevendustrafode peamised konstruktsioonipõhimõtted on järgmised:
- Optimeeritud südamiku geomeetria
- Vähendatud null{0}}jada takistus
- Spetsiaalne mähiskorraldus
- Reguleeritavad magnetvoo teed
11. Mis on harmoonilisi leevendustrafosid?
Harmoonilise leevendustrafo tüübi määrab peamiselt paigalduskeskkond ja see hõlmab:
Kolmeharmoonilise tühistamise tüüp - HMT
Seda tüüpi trafod lahendavad peamiselt kolmikharmoonikute (3., 9. ja 15. harmooniliste) põhjustatud pingemoonutusprobleeme ning sobivad keskkondadesse, kus kasutatakse peamiselt ühefaasilisi elektroonilisi koormusi, nagu kontorid ja IT-andmekeskused.
Faas-Shift/Multi{1}}Pulse HMT
Phase{0}}Shift/Multi-Pulse HMT-allikas: ytelect
Seda tüüpi trafod lahendavad peamiselt 5. ja 7. harmooniliste põhjustatud probleeme. Sekundaarsete väljundite vahel teatud faasierinevuse seadistamisega 5. ja 7. harmoonilised loomulikult tühistatakse.
12. Kuidas harmoonilisi leevendustrafosid aitavad teil voolukvaliteeti parandada?
Harmoonilised leevendustrafod parandavad teie voolukvaliteeti järgmistel viisidel:
Neutraalse voolu vähendamine
Neutraalne vool{0}}allikas: zddqelectric
Töötamise ajal vähendavad harmoonilised leevendustrafod märkimisväärselt nulljuhi kuumenemist, vähendades seeläbi nullvoolu.
Trafo kütte vähendamine
Trafoküte-allikas: maddox
Harmoonikuid vähendavad trafod vähendavad harmoonilistest põhjustatud hajuvkadusid ja pöörisvoolukadusid, alandades nii seadmete töötemperatuuri ja vähendades trafo kuumutamist.
Ülesvoolu toitekvaliteedi parandamine
Ülesvoolu toitekvaliteet-allikas: tsirkulaator
Süsteemi tundlike seadmete puhul vähendavad ja kõrvaldavad harmoonilisi leevendavad trafod harmoonilistest vooludest põhjustatud pingemoonutusi, võimaldades süsteemil paremini ühenduda PCC-ga (Point of Common Coupling).
Süsteemi saadaoleva võimsuse suurendamine
Harmoonikuid süsteemis vähendades ja elimineerides vabastavad harmoonilisi leevendustrafod rohkem võimsust, hõlbustades teiste koormuste ühendamist.
Seadmete eluea pikendamine
Kõrvaldades süsteemis harmoonilised ja vähendades seadmete temperatuuri, pikendavad HMT-d seadmete eluiga.
13. Tulevikusuundumused elektrikvaliteedi juhtimises
HMT (Harmonic Mitigation Technology) kasvava trendi kohaselt areneb tulevane elektrikvaliteedi juhtimine järk-järgult järgmistes aspektides:
Intelligentsed seiresüsteemid
Intelligentsed jälgimissüsteemid{0}}allikas: electroind
Süsteemi harmoonilisi jälgivad ja sünkroniseerivad intelligentsed seiresüsteemid, mis hõlbustavad hilisemaid kohandamisi ja täiustamisi.
AI-põhine ennustav hooldus
AI-põhine ennustav hooldus-allikas: lõpmatu-tööaeg
Operatsioonitestide abil saab tehisintellekti kasutada süsteemi toitekvaliteedi ja rikete prognoosimiseks, hõlbustades edaspidist hooldust.
Taastuvenergia integratsioonisüsteemid
Taastuvenergia integreerimissüsteemid{0}}allikas: pnnl
Tulevikusuund on tõhusamate ja usaldusväärsemate taastuvenergia integratsioonisüsteemide poole.
Järeldus:
Kaasaegsetes elektrisüsteemides harmooniliste kasvavate väljakutsete lahendamiseks on HMT passiivne, kuid tõhus lahendus. Vähendades süsteemi harmoonilisi ja parandades üldist toitekvaliteeti, saab sellest süsteemile pikaajaline ja usaldusväärne tööhobune. Üksikasjalike tehniliste kirjelduste saamiseks või teie konkreetse rakenduse jaoks kohandatud insenerilahenduse arutamiseks võtke ühendust meie inseneriosakonnaga.
