Як выправіць гарманічныя скажэнні, выкліканыя зменнай частатой
Прывады са зменнай частатой (ЧП) зрабілі рэвалюцыю ў прамысловай аўтаматызацыі. Рэгулюючы хуткасць і крутоўны момант рухавіка ў адпаведнасці з попытам у рэжыме рэальнага часу, ЧП значна зніжаюць спажыванне энергіі, паляпшаюць кіраванне працэсамі і падаўжаюць тэрмін службы абсталявання, такіх як помпы, вентылятары, кампрэсары і канвееры.
Аднак укараненне частотна-рэгулявальнай сістэмы (ЧРП) суправаджаецца інжынернымі праблемамі: Гарманічныя скажэнніКалі не ўлічваць гармонікі, якія генеруюцца частотнымі пераўтваральнікамі, то яны ў цэлым пагаршаюць якасць. Якасць электраэнергіі, што прыводзіць да выхаду абсталявання з ладу, нечаканых прастояў і непатрэбных страт энергіі па ўсім аб'екце.
Як частотна-рэгулятарныя прывады генеруюць гармонікі
Каб зразумець, чаму частотна-рэгуляваныя прывады (ЧРП) выклікаюць скажэнні, трэба разгледзець, як яны спажываюць энергію.
У адрозненне ад лінейных нагрузак (напрыклад, стандартных асінхронных рухавікоў), якія спажываюць ток плаўна ў фазе з сінусоідай пераменнага напружання, частотны пераўтваральнік (ЧП) — гэта нелінейная нагрузка.
Адзін невялікі прывад можа не выклікаць праблем ва ўсёй сістэме, але сукупныя гарманічныя токі ад дзясяткаў частотных пераўтваральнікаў па ўсёй устаноўцы значна павялічваюцца. Агульны каэфіцыент гарманічных скажэнняў (THD).
Выдаткі ігнаравання гармонік частотна-рэгулятарнага пераўтваральніка
Скажэнне току ў рэшце рэшт пагаршае якасць напружання на галоўнай размеркавальнай шыне, цыркулюючы шкодная высокачастотная энергія па ўсёй электрычнай інфраструктуры аб'екта.
| Закрануты кампанент | Механізм | Наступства |
|---|---|---|
| Трансформеры | Страты на віхравыя токі і страты ад блукаючых нагрузак | Празмернае нагрэў стрыжня, зніжэнне карыснай ёмістасці, заўчаснае старэнне ізаляцыі |
| Кабелі і размеркавальныя прылады | Павялічаны RMS-ток і скін-эфект | Перагрэў ліній, падзенне напружання, невытлумачальныя спрацоўванні аўтаматычных выключальнікаў |
| Кандэнсатарныя банкі | Нізкі імпеданс для высокіх частот | Гарманічны рэзананс, перагаранне засцерагальнікаў, пашкоджанне кантактара, заўчасны выхад з ладу |
| Датчыкі і элементы кіравання | Высокачастотны шум, які ўводзіцца ў зазямленне | Скід ПЛК, памылкі сувязі, ілжывыя сігналы трывогі датчыкаў, непажаданыя адключэнні |
Праблемы з гармонікамі часта пагаршаюцца незаўважна, пакуль не адбудзецца катастрафічная аварыя.
Звярніце ўвагу на гэтыя папераджальныя знакі эксплуатацыі:
Невытлумачальны перагрэў трансфарматара або кабеля пры нармальных нагрузках
Заўчасны выхад з ладу кандэнсатарных блокаў з карэкцыяй каэфіцыента магутнасці (PFC)
Частыя непажаданыя спрацоўванні ахоўных рэле або аўтаматычных выключальнікаў
Адчувальныя электронныя скіды або перыядычныя абрывы сувязі з ПЛК
Сігналізацыя аб ілжывых няспраўнасцях прывада ў гадзіны пікавай нагрузкі
Калі на вашым аб'екце назіраюцца гэтыя сімптомы, неабходна правесці комплексны аўдыт якасці электраэнергіі з выкарыстаннем калібраванага аналізатара якасці электраэнергіі для вымярэння як THDi, так і THDv ва ўсіх цыклах дынамічнай нагрузкі.
Стратэгіі змякчэння: пасіўныя супраць актыўных гарманічных фільтраў
Пасля выяўлення гарманічных скажэнняў аб'екты павінны ўкараніць эфектыўнае памяншэнне гэтых скажэнняў. Нягледзячы на тое, што існуе некалькі метадаў, выбар правільнага фільтра залежыць ад зменлівасці нагрузкі.
- Пасіўныя гарманічныя фільтры (ФГФ) Пасіўныя фільтры выкарыстоўваюць настроеныя сеткі індуктыўна-кандэнсатарных элементаў для ўлоўлівання пэўных гарманічных частот (напрыклад, 5-га або 7-га парадку). Найлепш падыходзіць для: стабільных прымяненняў з фіксаванай хуткасцю і адным прывадам з прадказальнымі гарманічнымі профілямі. Абмежаванні: негнучкія. Пры змене рабочых нагрузак пасіўныя фільтры губляюць эфектыўнасць і рызыкуюць увайсці ў рэзананс з сеткай.
- Актыўныя гарманічныя фільтры(AHF) Актыўныя гарманічныя фільтры дзейнічаюць як сістэмы дынамічнага кампенсацыі. AHF кантралюе токі сістэмы ў рэжыме рэальнага часу, імгненна ўводзячы роўныя і процілеглыя па кірунку кампенсацыйныя токі для кампенсацыі гарманічнага шуму.
Найлепш падыходзіць для: дынамічных прамысловых аб'ектаў, вытворчых ліній са зменнай хуткасцю і шматпрывадных устаноў.
Асноўныя перавагі: адаптацыя да змены хуткасці і нагрузкі рухавіка ў рэжыме рэальнага часу
Адначасова памяншае некалькі парадкаў гармонік да 50-гай
Прадухіляе гарманічны рэзананс без перагрузкі
Выбар правільнага рашэння па змякчэнні наступстваў
Перад тым, як інвеставаць у абсталяванне для памяншэння гармонік, пракансультуйцеся з сертыфікаваным інжынерам па якасці электраэнергіі, каб ацаніць: рэальныя вымярэнні базавага ўзроўню і парадкі дамінуючых гармонік.
Агульная магутнасць трансфарматара і фонавы імпеданс сеткі
Архітэктура сістэмы (3-правадная супраць 4-правадной канфігурацыі) Планы пашырэння вытворчай лініі ў будучыні
Выснова
Частотна-рэгуляторныя прывады (ЧРП) з'яўляюцца важнымі кампанентамі сучаснай энергаэфектыўнай прамысловасці. Іх немагчыма цалкам выдаліць, а толькі кантраляваць іх гармонікі. Спалучаючы прывады з зменнай частатой з праактыўным маніторынгам якасці электраэнергіі і дынамічнымі рашэннямі, такімі як актыўныя фільтры гармонік, аб'екты могуць падтрымліваць максімальную эфектыўнасць працы, адначасова абараняючы крытычна важную інфраструктуру ад дарагіх прастояў.
