Kvalita energie a harmonické v průmyslových zařízeních

 

Komplexní průvodce a úvod do produktů Intonepower APF a SVG

 

Abstrakt: V průmyslovém prostředí harmonické proudy generované neelektrickýmiLineární zatíženímohou způsobit značné problémy, jako je snížená spolehlivost zařízení a kratší životnost. Tento článek zkoumá zdroje harmonických, jejich vliv na průmyslová zařízení a možná řešení. Dále představuje pokročilé technologie společnosti Intonepower.Aktivní filtr napájení (APF) a Generátor statických proměnných (Svg) produkty pro optimální řízení kvality energie.

 

Zavedení

 

Harmonické složky energetického systému jsou v průmyslových zařízeních stále větším problémem. Tento dokument se ponoří do příčin a důsledků harmonických proudů a napětí, identifikuje použitelné průmyslové normy a pojednává o vlivu kondenzátorů pro korekci účiníku na harmonické spolu s možnými řešeními. Představuje také špičkové produkty APF a SVG společnosti Intonepower.

 

Účinky harmonických v průmyslových zařízeních

 

Nelineární zátěže vstřikují do systému harmonické proudy, které při průchodu impedancemi systému vytvářejí napěťové zkreslení. To může vést ke snížení provozní spolehlivosti a životnosti zařízení. Mezi potenciální problémy patří:

 

Přehřívání transformátorů

 

Ztráty vířivými proudy ve vinutí a jiné ztráty rozptylem v transformátorech rostou s druhou mocninou frekvence zatěžovacího proudu. Harmonické v zatěžovacím proudu významně přispívají k ohřevu transformátoru.

 

Nesprávná obsluha zařízení

 

Jističe, měniče s nastavitelnou rychlostí, programovatelné logické ovladače a další zařízení nemusí v harmonickém prostředí správně fungovat. Napěťové zkreslení může způsobit nepřesné měření řídicích vstupních signálů, což vede k problémům, jako je rychlý chod hodin, kolísání a oscilace v systémech řízení otáček motoru a poruchy jističe. Může také snížit schopnost elektronického zařízení odolávat krátkodobým poklesům napětí a přerušením.

 

Selhání kondenzátorů pro korekci účiníku

 

Přítomnost kondenzátorů pro korekci účiníku v systému může zhoršit problémy s harmonickými. Kondenzátor může způsobit, že systém rezonuje blízko harmonické frekvence, což má za následek zkreslení vysokého napětí a/nebo proudu, které může poškodit kondenzátor nebo způsobit obtěžující operace pojistky/přerušovače kondenzátoru.

 

Zdroje harmonických

 

V energetických systémech existují tři hlavní třídy nelineárních prvků:

 

Saturovatelná zařízení

 

Do této kategorie spadají transformátory, motory a induktory se železným jádrem. Harmonické jsou generovány v důsledku nelineárních magnetizačních charakteristik těchto zařízení. Zatímco u transformátorů může docházet k saturaci při vyšších napětích, což vede ke zvýšenému obsahu harmonických v magnetizačním proudu, u motorů a induktorů se železným jádrem je méně pravděpodobné, že budou významnými zdroji harmonických z důvodu specifických konstrukčních charakteristik.

 

Jiskřivá zařízení

 

Obloukové pece, obloukové svářečky a výbojkové osvětlení s magnetickými předřadníky jsou příklady obloukových zařízení. Obloukové pece jsou známé tím, že jsou velkokapacitními výrobci harmonických. Výbojkové osvětlení také přispívá k harmonickým obavám.

 

Pohony s nastavitelnou rychlostí

 

Pohony s nastavitelnou rychlostí jsou hlavním zdrojem harmonických v průmyslových zařízeních. Mohou být klasifikovány na základě typu použitého motoru (DC nebo AC) a typu měniče (VSI nebo CSI). Různé typy měničů mají různé harmonické charakteristiky a potenciální řešení, jako je použití AC síťových tlumivek a zvážení potlačení harmonických.

 

Produkty APF a SVG společnosti Intonepower

 

Intonepower nabízí nejmodernější produkty APF a SVG pro řešení problémů s kvalitou napájení v průmyslových zařízeních.

 

Aktivní filtr napájení (APF)

 

APF je navržen tak, aby dynamicky filtroval harmonické proudy, snižoval zkreslení napětí a zlepšoval kvalitu napájení. Nepřetržitě monitoruje elektrický systém a vstřikuje kompenzační proudy, aby rušil harmonické proudy generované nelineárními zátěžemi. Výsledkem je zvýšená spolehlivost zařízení, delší životnost a zlepšený celkový výkon energetického systému.

 

 

Generátor statické proměnné (SVG)

 

SVG je flexibilní zařízení výkonové elektroniky, které poskytuje dynamickou kompenzaci jalového výkonu. Pomáhá udržovat stabilní profil napětí, snižuje ztráty výkonu a zlepšuje účiník. Rychlou reakcí na změny podmínek zatížení zvyšuje SVG stabilitu a účinnost energetického systému.

 

 

Harmonické a účiník

 

Účiník je měřítkem účinnosti využití energie. V systémech s harmonickými jsou definovány dva účiníky: skutečný účiník (TPF) a účiník posunutí (DPF). Harmonické mohou negativně ovlivnit účiník, což vede k pokutám ze strany veřejných služeb. Produkty Intonepower však mohou pomoci zlepšit účiník a snížit harmonické úrovně, čímž se minimalizuje riziko penalizací.

 

Hodnocení impedance systému

 

Zkreslení napětí způsobené harmonickými proudy je funkcí impedance energetického systému. Pochopení impedance systému je zásadní pro posouzení vlivu harmonických a implementaci účinných řešení. Kondenzátorové banky a harmonické filtry mohou mít významný vliv na impedanci systému.

 

Vliv kondenzátorových bank na impedanci systému

 

Kondenzátorové baterie mohou způsobit paralelní rezonanci, když se impedance paralelní kombinace kondenzátoru a transformátoru/reaktance blíží nekonečnu. To může vést k vysokému zkreslení vysokého napětí a velkým cirkulujícím proudům. Odporové zátěže v systému však mohou poskytnout tlumení, aby se zabránilo katastrofickým napětím a proudům. Kondenzátor může také zavést sériovou rezonanci, která zvyšuje proudovou zátěž kondenzátoru a může způsobit obtěžující operace pojistek nebo selhání kondenzátoru.

 

Vliv harmonických filtrů na impedanci systému

 

K potlačení harmonických se běžně používají single-tuned notch filtry. Mohou být navrženy tak, aby poskytovaly také korekci účiníku. Odvedením harmonických proudů do filtru snižují zkreslení napětí a zlepšují kvalitu energie. Návrh filtru je iterativní proces, který musí splňovat průmyslové standardy.

 

Shrnutí

 

Tento článek poskytuje komplexní přehled harmonických složek energetického systému v průmyslových zařízeních, včetně jejich zdrojů, účinků a řešení. Produkty APF a SVG společnosti Intonepower nabízejí efektivní řešení pro řízení kvality napájení, zajišťující spolehlivý provoz průmyslových zařízení a stabilní napájecí systém. Zjistěte více o řešeních kvality napájení, neváhejte nás kontaktovat: sales@intonepower.com