"Нелінейнасць азначае, што яе цяжка вырашыць", - сказаў аднойчы Артур Мэтак, матэматык з Масачусецкага тэхналагічнага інстытута (MIT).Але на гэта трэба звяртаць увагу, калі нелінейнасць прымяняецца да электрычных нагрузак, таму што яна генеруе гарманічныя токі і негатыўна ўплывае на размеркаванне магутнасці - і гэта дорага.Тут Марэк Лукашчык, менеджэр па маркетынгу ў Еўропе і на Блізкім Усходзе кампаніі WEG, сусветнага вытворцы і пастаўшчыка рухавікоў і прывадных тэхналогій, тлумачыць, як паменшыць гармонікі ў інвертарных праграмах.
Люмінесцэнтныя лямпы, імпульсныя крыніцы сілкавання, электрадугавыя печы, выпрамнікі і пераўтваральнікі частоты.Усё гэта прыклады прылад з нелінейнымі нагрузкамі, што азначае, што прылада паглынае напружанне і ток у выглядзе раптоўных кароткіх імпульсаў.Яны адрозніваюцца ад прылад, якія маюць лінейныя нагрузкі, такіх як рухавікі, абагравальнікі, трансфарматары пад напругай і лямпы напальвання.Для лінейных нагрузак залежнасць паміж формамі сігналаў напружання і току сінусоідная, і сіла току ў любы момант прапарцыйная напружэнню, выражанаму законам Ома.
Адной з праблем усіх нелінейных нагрузак з'яўляецца тое, што яны ствараюць гарманічныя токі.Гарамонікі - гэта частатныя кампаненты, якія звычайна вышэй, чым асноўная частата крыніцы харчавання, ад 50 да 60 Герц (Гц), і дадаюцца да асноўнага току.Гэтыя дадатковыя токі прывядуць да скажэння формы сігналу напружання сістэмы і зніжэння каэфіцыента магутнасці.
Гарманічныя токі, якія цякуць у электрычнай сістэме, могуць выклікаць іншыя непажаданыя эфекты, такія як скажэнне напругі ў кропках злучэння з іншымі нагрузкамі і перагрэў кабеляў.У гэтых выпадках вымярэнне агульнага гарманічнага скажэння (THD) можа сказаць нам, якая частка скажэнняў напружання або току выклікана гармонікамі.
У гэтым артыкуле мы вывучым, як паменшыць гармонікі ў інвертарных праграмах на аснове галіновых рэкамендацый па правільным маніторынгу і інтэрпрэтацыі з'яў, якія выклікаюць праблемы з якасцю энергіі.
Вялікабрытанія выкарыстоўвае Інжынерныя рэкамендацыі (EREC) G5 Асацыяцыі энергетычных сетак (ENA) у якасці добрай практыкі для кіравання гарманічнымі скажэннямі напружання ў сістэмах перадачы і размеркавальных сетках.У Еўрапейскім Саюзе гэтыя рэкамендацыі звычайна ўтрымліваюцца ў дырэктывах па электрамагнітнай сумяшчальнасці (EMC), якія ўключаюць розныя стандарты Міжнароднай электратэхнічнай камісіі (IEC), такія як IEC 60050. IEEE 519 звычайна з'яўляецца паўночнаамерыканскім стандартам, але варта адзначыць, што IEEE 519 сканцэнтраваны на размеркавальных сістэмах, а не на асобных прыладах.
Пасля таго, як гарманічныя ўзроўні вызначаны шляхам мадэлявання або вымярэння, ёсць шмат спосабаў мінімізаваць іх, каб утрымліваць у дапушчальных межах.Але якая дапушчальная мяжа?
Паколькі эканамічна немэтазгодна або немагчыма ліквідаваць усе гармонікі, існуюць два міжнародныя стандарты ЭМС, якія абмяжоўваюць скажэнне напружання крыніцы харчавання, вызначаючы максімальнае значэнне гарманічнага току.Гэта стандарт IEC 61000-3-2, прыдатны для абсталявання з намінальным токам да 16 A (A) і ≤ 75 A на фазу, і стандарт IEC 61000-3-12, прыдатны для абсталявання вышэй за 16 A.
Абмежаванне на гармонікі напружання павінна заключацца ў тым, каб THD (V) кропкі агульнай сувязі (PCC) быў ≤ 5%.PCC - гэта кропка, дзе электрычныя праваднікі сістэмы размеркавання электраэнергіі злучаюцца з праваднікамі кліента і любой перадачай энергіі паміж кліентам і сістэмай размеркавання электраэнергіі.
Рэкамендацыя ≤ 5% выкарыстоўвалася ў якасці адзінага патрабавання для многіх прыкладанняў.Вось чаму ў многіх выпадках простага выкарыстання інвертара з 6-імпульсным выпрамніком і уваходным рэактыўным супраціўленнем або індуктыўнасцю звяна пастаяннага току (пастаяннага току) дастаткова, каб выканаць рэкамендацыі па максімальным скажэнні напружання.Безумоўна, у параўнанні з 6-імпульсным інвертарам без індуктара ў звяне, выкарыстанне інвертара з індуктарам звена пастаяннага току (напрыклад, уласныя CFW11, CFW700 і CFW500 WEG) можа значна паменшыць гарманічнае выпраменьванне.
У адваротным выпадку ёсць некалькі іншых варыянтаў зніжэння сістэмных гармонік у інвертарных праграмах, якія мы прадставім тут.
Адно з рашэнняў паменшыць гармонікі - выкарыстоўваць інвертар з 12-імпульсным выпрамніком.Аднак гэты метад звычайна выкарыстоўваецца толькі тады, калі трансфарматар ужо ўсталяваны;для некалькіх інвертараў, падлучаных да адной лініі пастаяннага току;або калі новая ўстаноўка патрабуе трансфарматара, спецыяльнага для інвертара.Акрамя таго, гэта рашэнне падыходзіць для магутнасці, якая звычайна перавышае 500 кілават (кВт).
Іншы метад заключаецца ў выкарыстанні 6-імпульснага інвертара з актыўным токам (AC) з пасіўным фільтрам на ўваходзе.Гэты метад можа каардынаваць розныя ўзроўні напружання - гарманічныя напружання паміж сярэднім (MV), высокім (HV) і звышвысокім (EHV) - і падтрымлівае сумяшчальнасць і ліквідуе негатыўны ўплыў на адчувальнае абсталяванне кліентаў.Нягледзячы на ​​тое, што гэта традыцыйнае рашэнне для зніжэння гармонікаў, яно павялічыць страты цяпла і знізіць каэфіцыент магутнасці.
Гэта падводзіць нас да больш эканамічна эфектыўнага спосабу змяншэння гарамонік: выкарыстоўвайце інвертар з 18-імпульсным выпрамніком або асабліва прывад пастаяннага току з пераменным токам, які сілкуецца ад сеткі пастаяннага току праз 18-імпульсны выпрамнік і фазавы трансфарматар.Імпульсны выпрамнік - адно і тое ж рашэнне, незалежна ад таго, 12-імпульсны ён ці 18-імпульсны.Нягледзячы на ​​тое, што гэта традыцыйнае рашэнне для памяншэння гармонікаў, з-за высокага кошту яно звычайна выкарыстоўваецца толькі тады, калі трансфарматар быў усталяваны або для новай устаноўкі патрабуецца спецыяльны трансфарматар для інвертара.Магутнасць звычайна перавышае 500 кВт.
Некаторыя метады падаўлення гармонік павялічваюць страты цяпла і зніжаюць каэфіцыент магутнасці, а іншыя метады могуць палепшыць прадукцыйнасць сістэмы.Добрым рашэннем, якое мы рэкамендуем, з'яўляецца выкарыстанне актыўных фільтраў WEG з 6-імпульснымі прывадамі пераменнага току.Гэта выдатнае рашэнне для ліквідацыі гармонік, якія ствараюцца рознымі прыладамі
Нарэшце, калі энергію можна аднаўляць у сетку або калі некалькі рухавікоў працуюць ад аднаго звяна пастаяннага току, прывабным з'яўляецца іншае рашэнне.Гэта значыць выкарыстоўваецца актыўны рэкуператыўны прывад (AFE) і фільтр LCL.У гэтым выпадку драйвер мае актыўны выпрамнік на ўваходзе і адпавядае рэкамендаваным межам.
Для інвертараў без злучэння пастаяннага току, такіх як уласныя інвертары WEG CFW500, CFW300, CFW100 і MW500, ключом да зніжэння гармонік з'яўляецца рэактыўнае супраціўленне сеткі.Гэта не толькі вырашае гарманічную праблему, але і праблему энергіі, якая захоўваецца ў рэактыўнай частцы інвертара і становіцца неэфектыўнай.З дапамогай рэактыўнага супраціву сеткі высокачашчынны аднафазны інвертар, нагружаны рэзананснай сеткай, можа быць выкарыстаны для рэалізацыі кантраляванага рэактыўнага супраціву.Перавага гэтага метаду ў тым, што энергія, назапашаная ў рэактыўным элеменце, меншая, а гарманічныя скажэнні меншыя.
Ёсць і іншыя практычныя спосабы барацьбы з гармонікамі.Адным з іх з'яўляецца павелічэнне колькасці лінейных нагрузак адносна нелінейных нагрузак.Іншы метад заключаецца ў падзеле сістэм электразабеспячэння для лінейных і нелінейных нагрузак, каб былі розныя абмежаванні THD напружання ад 5% да 10%.Гэты метад адпавядае вышэйзгаданым інжынерным рэкамендацыям (EREC) G5 і EREC G97, якія выкарыстоўваюцца для ацэнкі гарманічных скажэнняў напружання нелінейных і рэзанансных установак і абсталявання.
Іншы метад заключаецца ў выкарыстанні выпрамніка з большай колькасцю імпульсаў і падачы яго на трансфарматар з некалькімі другаснымі каскадамі.Шматабмоткавыя трансфарматары з некалькімі першаснымі або другаснымі абмоткамі могуць быць злучаны адзін з адным у спецыяльны тып канфігурацыі, каб забяспечыць патрабаваны ўзровень выхаднога напружання або кіраваць некалькімі нагрузкамі на выхадзе, тым самым забяспечваючы больш магчымасцей у размеркаванні магутнасці і гнуткасці сістэмы.
Нарэшце, ёсць згаданы вышэй рэгенератыўны прывад AFE.Асноўныя прывады пераменнага току не аднаўляюцца, што азначае, што яны не могуць вяртаць энергію ў крыніцу сілкавання - гэтага асабліва недастаткова, таму што ў некаторых праграмах аднаўленне вернутай энергіі з'яўляецца асаблівым патрабаваннем.Калі рэгенератыўная энергія павінна быць вернута ў крыніцу пераменнага току, гэта роля рэгенератыўнага прывада.Простыя выпрамнікі замяняюцца інвертарамі AFE, і такім чынам можна аднаўляць энергію.
Гэтыя метады забяспечваюць мноства варыянтаў барацьбы з гармонікамі і падыходзяць для розных тыпаў сістэм размеркавання электраэнергіі.Але яны таксама могуць значна эканоміць энергію і выдаткі ў розных сферах прымянення і адпавядаюць міжнародным стандартам.Гэтыя прыклады паказваюць, што пакуль выкарыстоўваецца правільная інвертарная тэхналогія, праблему нелінейнасці вырашыць не складзе працы.
For more information, please contact: WEG (UK) LtdBroad Ground RoadLakesideRedditch WorcestershireB98 8YPT Tel: +44 (0)1527 513800 Email: info-uk@weg.net Website: https://www.weg.net
Працэс і кантроль Today не нясе адказнасці за змест прадстаўленых або створаных звонку артыкулаў і малюнкаў.Націсніце тут, каб адправіць нам ліст з паведамленнем аб любых памылках або недаглядах, якія змяшчаюцца ў гэтым артыкуле.