Чаму трансфарматары пераграваюцца без перагрузкі

Перагрэў трансфарматара - распаўсюджаны папераджальны сігнал у сучасных прамысловых памяшканнях. Сістэма харчаванняс. Многія сайты мяркуюць, што трансфарматар перагружаны, але гэта не заўсёды праўда.

Трансфарматар можа перагрэцца, нават калі фактычная нагрузка ўсё яшчэ знаходзіцца ў межах яго намінальнай магутнасці.

Глыбейшая прычына часта заключаецца ў нізкай якасці электраэнергіі. Гарманічныя скажэнні, нізкі каэфіцыент магутнасці, не...Лінейная нагрузкаs, а праблемы з рэактыўнай магутнасцю могуць павялічыць нагрэў унутры трансфарматара.

Сучасныя аб'екты выкарыстоўваюць больш сілавога электроннага абсталявання, чым раней. Прывады са зменнай частатой, выпрамнікі, сістэмы бесперабойнага сілкавання, сонечныя інвертары, зарадныя прылады, зварачныя апараты і святлодыёдныя сістэмы — усё гэта можа паўплываць на якасць формы сігналу. Гэтыя нелінейныя нагрузкі ствараюць гарманічныя токі, якія распаўсюджваюцца па электрычнай сістэме і павялічваюць нагрэў трансфарматараў, кабеляў і размеркавальных прылад.

Калі не ўлічваць перагрэў трансфарматара, гэта можа прывесці да зніжэння эфектыўнасці, старэння ізаляцыі, павелічэння колькасці адключэнняў і скарачэння тэрміну службы абсталявання.

Чаму трансфарматары пераграваюцца

Трансфарматар прызначаны для бяспечнай перадачы электрычнай энергіі ў межах намінальнай нагрузкі і тэмпературы. Калі электрычная сістэма чыстая і збалансаваная, трансфарматар можа працаваць нармальна.

Але нізкая якасць электраэнергіі змяняе сітуацыю.

Перагрэў трансфарматара можа быць выкліканы:

● гарманічныя скажэнні

● нізкі каэфіцыент магутнасці

● спажыванне рэактыўнай магутнасці

● незбалансаваныя нагрузкі

● нелінейныя нагрузкі

● высокі нейтральны ток

● перагружаныя кабелі

● слабая вентыляцыя

● высокая тэмпература навакольнага асяроддзя

● рэзананс кандэнсатарнай батарэі

Некаторыя прычыны механічныя або звязаныя з навакольным асяроддзем. Але ў многіх прамысловых сістэмах асноўнай праблемай з'яўляецца электрычнае напружанне.

Вось чаму недастаткова праверыць толькі працэнт нагрузкі. Трансфарматар можа працаваць з нагрузкай 70% і ўсё роўна перагравацца, калі форма сігналу току скажоная або калі каэфіцыент магутнасці нізкі.

Гарманічныя скажэнні і нагрэў трансфарматара

Гарманічныя скажэнні з'яўляюцца адной з найбольш распаўсюджаных прычын перагрэву трансфарматара.

У нармальнай сістэме ток павінен працякаць па гладкай сінусоіднай хвалі. Нелінейныя нагрузкі спажываюць ток не плаўна. Яны спажываюць ток імпульсамі. Гэта стварае гарманічныя токі на больш высокіх частотах.

Гэтыя гарманічныя токі не спрыяюць карыснай працы. Яны павялічваюць страты і цяпло.

Унутры трансфарматара гармонікі могуць ствараць:

● больш высокі ток RMS

● дадатковыя страты медзі

● выпадковыя страты

● награванне віхравымі токамі

● награванне нейтральнага правадніка

● напружанне ізаляцыі

● зніжаная карысная ёмістасць

З часам гэта цяпло пашкоджвае ізаляцыю і скарачае тэрмін службы трансфарматара.

Вось чаму гармонікі пашкоджваюць трансфарматары, нават калі на паперы трансфарматар не выглядае перагружаным.

Агульныя крыніцы гармонік

Большасць сучасных аб'ектаў ужо маюць крыніцы гармонік у электрычнай сістэме.

Звычайныя крыніцы ўключаюць:

● прывады з зменнай частатой

● выпрамнікі

● Сістэмы бесперабойнага сілкавання

● зарадныя прылады

● сонечныя інвертары

● Зарадныя прылады для электрамабіляў

● зваршчыкі

● Святлодыёдным асвятленне

● імпульсныя крыніцы харчавання

Невялікая колькасць нелінейнай нагрузкі можа не стварыць сур'ёзнай праблемы. Рызыка ўзрастае, калі шмат нелінейных нагрузак працуюць на адной шыне.

Напрыклад, на заводзе можа быць некалькі помпаў з прывадам ад частотнай пераўтваральніка. Там таксама могуць быць кампрэсары, канвееры і вытворчыя машыны. Гэта можа прывесці да большага агульнага гарманічнага скажэння. З-за гэтага трансфарматар можа перагравацца, нават калі спажыванне актыўнай магутнасці не моцна змянілася.

Нізкі каэфіцыент магутнасці таксама павялічвае нагрэў

Гарманічныя скажэнні — не адзіная прычына. Нізкі каэфіцыент магутнасці таксама можа пагоршыць перагрэў трансфарматара.

Пры нізкім каэфіцыенце магутнасці трансфарматар павінен прапускаць большы ток для атрымання той жа карыснай магутнасці. Гэты дадатковы ток павялічвае страты ў абмотках трансфарматара, кабелях і размеркавальных прыладах.

Нізкі каэфіцыент магутнасці звычайна выкліканы індуктыўнымі нагрузкамі, такімі як:

● рухавікі

● помпы

● кампрэсары

● фанаты

● Сістэмы ацяплення, вентыляцыі і кандыцыянавання паветра

● зварачнае абсталяванне

● трансфарматары і рэактары

Гэта стварае попыт на рэактыўную магутнасць. Рэактыўная магутнасць не вырабляе карыснай працы, але яна ўсё роўна працякае праз электрычную сістэму.

Гэта азначае большы ток, больш цяпла і меншую даступную магутнасць трансфарматара.

Чаму кандэнсатарных банкаў можа быць недастаткова

На многіх аб'ектах для карэкцыі каэфіцыента магутнасці выкарыстоўваюцца кандэнсатарныя батарэі. У стабільных сістэмах яны могуць працаваць добра.

Але кандэнсатарныя батарэі не з'яўляюцца паўнавартасным рашэннем для забеспячэння якасці электраэнергіі.

Кандэнсатарная батарэя забяспечвае рэактыўную магутнасць. Яна не ліквідуе гарманічныя скажэнні. У сістэме, багатай на гармонікі, кандэнсатарная батарэя можа перагравацца, спрацоўваць засцерагальнікі, мець нестабільны каэфіцыент магутнасці або нават рэзананс. У папярэдніх матэрыялах па якасці электраэнергіі гаворыцца, што кандэнсатарныя батарэі забяспечваюць рэактыўную магутнасць, а не фільтруюць гармонікі.

Гарманічныя скажэнні могуць прывесці да іх перагрэву, адключэння або заўчаснага выхаду з ладу.

Гэта становіцца рызыкоўным, калі на пляцоўцы ёсць шмат нелінейных нагрузак.

Калі трансфарматар пераграваецца, праверце наяўнасць праблем з якасцю электраэнергіі ва ўсёй сістэме.

Праблемы з кандэнсатарнай батарэяй могуць сведчыць аб той жа праблеме ва ўсёй сістэме. Магчыма, гэта тычыцца не толькі трансфарматара.

AHF для абароны трансфарматараў

Ан актыўны гарманічны фільтрдапамагае паменшыць перагрэў трансфарматара, выкліканы гарманічнымі скажэннямі.

Ён кантралюе гарманічны ток у рэжыме рэальнага часу і ўводзіць кампенсацыйны ток для кампенсацыі непажаданых гарманічных складнікаў.

Гэта паляпшае якасць формы сігналу і памяншае электрычную нагрузку.

Актыўны гарманічны фільтр можа дапамагчы:

● паменшыць гармонічны ток

● ніжні нагрэў трансфарматара

● знізіць нагрузку на кабелі і размеркавальныя прылады

● палепшыць якасць сігналу току

● скараціць колькасць непажаданых паездак

● павысіць надзейнасць сістэмы

● падтрымка доўгатэрміновай абароны трансфарматара

Ан актыўны гарманічны фільтрасабліва карысны на аб'ектах з частотнымі пераўтваральнікамі, выпрамнікамі, сістэмамі бесперабойнага сілкавання, сонечнымі інвертарамі, зараднымі прыладамі для электрамабіляў і іншымі нелінейнымі нагрузкамі.

Калі трансфарматар пераграваецца з-за гарманічных скажэнняў, AHF звычайна з'яўляецца прамым рашэннем.

SVG для кампенсацыі рэактыўнай магутнасці

А генератар статычных зменных, які таксама называюць SVG, дапамагае знізіць нагрузку на трансфарматар, выкліканую рэактыўнай магутнасцю і нізкім каэфіцыентам магутнасці.

SVG забяспечвае дынамічную кампенсацыю рэактыўнай магутнасці. Ён уводзіць або паглынае рэактыўную магутнасць у рэжыме рэальнага часу ў залежнасці ад стану сістэмы.

У адрозненне ад кандэнсатарных батарэй, SVG не залежыць ад фіксаваных крокаў пераключэння. Ён хутка рэагуе і больш дакладна адпавядае зменам нагрузкі.

SVG можа дапамагчы:

● палепшыць каэфіцыент магутнасці

● знізіць рэактыўны ток

● знізіць страты трансфарматара

● палепшыць стабільнасць напружання

● меншая нагрузка на кабелі і размеркавальныя прылады

● палепшыць выкарыстанне магутнасці трансфарматараў

● падтрымліваць стабільную працу пры зменлівых нагрузках

Калі перагрэў трансфарматара выкліканы ў асноўным нізкім каэфіцыентам магутнасці і рэактыўным спажываннем магутнасці, SVG часта з'яўляецца лепшым рашэннем.

Калі AHF і SVG патрэбныя разам

Шмат якія праблемы з перагрэвам трансфарматара выкліканыя не толькі адной праблемай.

На аб'екце могуць адначасова назірацца гарманічныя скажэнні і нізкі каэфіцыент магутнасці. У такім выпадку выкарыстанне толькі аднаго рашэння можа пакінуць частку праблемы без увагі.

Логіка простая:

ПраблемаАсноўнае рашэннеГарманічныя скажэнніАктыўны фільтр гармонікДрэнны каэфіцыент магутнасціСтатычны генератар пераменнай магутнасціВаганні рэактыўнай магутнасціSVGНагрэў трансфарматара з-за бруднага токуAHFНагрэў трансфарматара з-за рэактыўнага токуSVGЗмешаныя праблемы з якасцю электраэнергііAHF + SVG

На аб'ектах з частатомернымі пераўтваральнікамі, рухавікамі, сістэмамі бесперабойнага сілкавання, сонечнымі інвертарамі і зменнымі нагрузкамі, AHF і SVG могуць спатрэбіцца працаваць разам.

AHF памяншае гарманічныя скажэнні. SVG паляпшае кампенсацыю рэактыўнай магутнасці і каэфіцыент магутнасці. Разам яны памяншаюць нагрузку на трансфарматар і паляпшаюць агульную якасць электраэнергіі.

Папераджальныя знакі, якія варта праверыць

Перагрэў трансфарматара звычайна суправаджаецца іншымі папераджальнымі прыкметамі.

Інжынеры павінны праверыць:

● павышэнне тэмпературы паверхні трансфарматара

● гарачыя кабелі

● гарачы нейтральны праваднік

● нестабільны каэфіцыент магутнасці

● паўторныя адключэнні аўтаматычных выключальнікаў

● няспраўнасць кандэнсатарнай батарэі

● высокі THDI

● скажэнне напружання

● незвычайны шум трансфарматара

● зніжаная магутнасць трансфарматара

● павелічэнне частаты тэхнічнага абслугоўвання

Гэтыя сімптомы нельга разглядаць асобна. Яны часта сведчаць пра больш шырокую праблему з якасцю электраэнергіі.

Што павінны вымяраць інжынеры

Перад заменай або мадэрнізацыяй трансфарматара неабходна належным чынам вымераць пляцоўку.

Важныя праверкі ўключаюць:

● нагрузка трансфарматара

● поўнае гарманічнае скажэнне

● тэндэнцыя каэфіцыента магутнасці

● сігнал току

● форма хвалі напружання

● нейтральны ток

● баланс нагрузкі

● асноўныя гарманічныя парадкі

● стан кандэнсатарнай батарэі

● нелінейны працэнт нагрузкі

● тэмпература трансфарматара

● вентыляцыя і тэмпература навакольнага асяроддзя

Гэта дазваляе пазбегнуць няправільнага рашэння. Замена трансфарматара можа не вырашыць праблему, калі яе першапрычынай з'яўляюцца гарманічныя скажэнні або дрэнная кампенсацыя рэактыўнай магутнасці.

Найлепшае доўгатэрміновае рашэнне

Найлепшае рашэнне залежыць ад сапраўднай прычыны.

Калі гарманічныя скажэнні высокія, выкарыстоўвайце актыўны гарманічны фільтр.

Калі каэфіцыент магутнасці нізкі або рэактыўная магутнасць хутка змяняецца, выкарыстоўвайце генератар статычных зменных.

Калі існуюць абедзве праблемы, выкарыстоўвайце AHF і SVG разам.

Мэта не толькі ў зніжэнні тэмпературы трансфарматара. Мэта — палепшыць якасць электраэнергіі ва ўсёй электрычнай сістэме.

Лепшая якасць электраэнергіі можа паменшыць нагрэў, знізіць страты, падоўжыць тэрмін службы абсталявання, скараціць колькасць адключэнняў і абараніць будучае пашырэнне.

Выснова

Перагрэў трансфарматара не заўсёды азначае яго перагрузку. У многіх сучасных аб'ектах сапраўднай прычынай з'яўляецца нізкая якасць электраэнергіі.

Гарманічныя скажэнні павялічваюць страты трансфарматара і награванне. Нізкі каэфіцыент магутнасці павялічвае ток і памяншае карысную магутнасць. Праблемы з рэактыўнай магутнасцю ствараюць дадатковую нагрузку на ўсю сістэму.

Ан актыўны гарманічны фільтрдапамагае паменшыць гарманічныя скажэнні. А генератар статычных зменныхзабяспечвае хуткую кампенсацыю рэактыўнай магутнасці. Разам AHF і SVG могуць абараніць трансфарматары і палепшыць якасць электраэнергіі ў доўгатэрміновай перспектыве.